[发明专利]一种封装间距可高精度控制的MEMS封装结构的封装方法

权利要求书

1.一种MEMS封装结构的封装方法，所述MEMS封装结构包括：硅基底、限位装置、第一封装环、上盖帽、第二封装环以及被封装结构，所述限位装置的高度大于所述第一封装环和所述第二封装环的高度之和；所述限位装置和第一封装环设置在所述硅基底上，所述第二封装环设置在所述上盖帽上，所述第一封装环与所述第二封装环的位置相对应；所述限位装置与所述上盖帽制备封装环的一面接触，所述第一封装环上承载有流动性的封装焊料，以使所述第一封装环与所述第二封装环在所述流动性的封装焊料的作用下进行键合封装；所述限位装置的熔点高于焊料以及焊料与第一封装环、第二封装环所形成的合金的熔点，以使所述第一封装环与所述第二封装环进行键合封装时，所述限位装置保持固态，固定所述硅基底与上盖帽之间的间距；被封装结构位于所述上盖帽和硅基底之间，包括：第一金属板和第二金属板，所述第一金属板设置在所述硅基底上，所述第二金属板设置在所述上盖帽上，所述第一金属板和所述第二金属板的位置相对应，所述第一金属板和所述第二金属板的高度之和低于所述第一封装环和所述第二封装环的高度之和；所述第一金属板和所述第二金属板位于所述第一封装环、所述第二封装环以及硅基底所包围的区域内部，所述第一封装环和所述第二封装环位于限位装置和硅基底所包围的区域内部，所述限位装置设置在所述硅基底的外围；所述硅基底的中间部分分为：硅结构弹簧和检验质量，所述硅结构弹簧与所述检验质量弹性相连，所述检验质量通过所述硅结构弹簧与所述硅基底外部区域相连，以使得所述检验质量能够在外界有信号时自由运动；其特征在于，所述封装方法包括以下步骤：

(1)利用刻蚀或者剥离的方法在硅基底表面制备金属种子层，所述金属种子层所在位置对应所述限位装置、第一封装环以及第一金属板所在位置，所述金属种子层用于将所述限位装置、第一封装环以及第一金属板电镀；

(2)利用光刻对准技术，在金属种子层上制备图形化的光刻胶掩膜，电镀时该光刻胶掩膜被用作限制电镀位置的倒模，通过在所述的金属种子层上分别电镀得到所述限位装置、第一封装环以及第一金属板；

(3)进行电镀，利用不同电镀时间控制不同功能区域电镀的厚度，从而实现三维电镀，分别得到所需高度的限位装置、第一封装环以及第一金属板，所述第一封装环的高度大于所述第一金属板的高度；

(4)电镀完成后，去除所述光刻胶掩膜，得到设置在所述硅基底上端的限位装置、第一封装环以及第一金属板。

2.根据权利要求1所述的MEMS封装结构的封装方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

(5)将封装焊料制备于所述第一封装环上；

(6)在上盖帽上参照所述步骤(1)至步骤(4)制备出与所述第一封装环和第一金属板位置相对应的第二封装环和第二金属板；

(7)利用对准装置将所述上盖帽与硅基底进行对准，并通过加热加压的方式进行回流焊，所述上盖帽与硅基底间的间距为所述限位装置的高度。

3.根据权利要求1所述的MEMS封装结构的封装方法，其特征在于，所述步骤(1)进一步包括如下步骤：

(1-1)采用热蒸发或者溅射镀膜的方式先后在所述硅基底上端沉积铬膜和金膜；

(1-2)在所述金膜上制备图形化的光刻胶掩膜，所述光刻胶掩膜的布局与所述限位装置、第一封装环以及第一金属板的位置相关；

(1-3)湿法刻蚀去除多余的铬和金，剥离光刻胶掩膜，最外层的金属层为电镀时与电极接触点，最外层以外的金属层为电镀时所需的金属种子层。

4.根据权利要求1所述的MEMS封装结构的封装方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

(2-1)将所述硅基底置于匀胶机转盘上，将光刻胶倒于硅片表面；

(2-2)烘干所述硅基底表面的光刻胶；

(2-3)将步骤(2-2)得到的硅基底置于对准光刻机中，安装光刻掩模，并进行光刻；

(2-4)配置显影液与水的混合液，将步骤(2-3)得到的硅基底置于混合溶液中显影，随后将所述硅基底取出，并用去离子水清洗后用氮气枪吹干，最终得到图形化的光刻胶掩膜。