[发明专利]一种MEMS传感器的封装方法

权利要求书

1.一种MEMS传感器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供多层电路板（5），清洗烘干，在所述多层电路板（5）上印制引线用焊盘，并在所述引线用焊盘上制备焊接金球（4）；

提供MEMS传感器芯片（3），在MEMS传感器芯片（3）背面印制芯片焊盘，在所述芯片焊盘上利用溅射沉积多层金属膜；

将所述MEMS传感器芯片（3）倒装置于所述多层电路板（5）上；以所述焊接金球（4）作为凸点，采用热压焊技术接合引线用焊盘和芯片焊盘，并在所述引线用焊盘与所述芯片焊盘之间填充填料；

在所述MEMS传感器芯片（3）正面用粘结剂（6）粘结保护盖子（2）；

提供上表面覆盖有玻璃薄膜的弹性盖子（1），采用粘结剂（6）将所述弹性盖子（1）粘结于所述保护盖子（2）上，得到所述MEMS传感器；

所述保护盖子（2）为镂空结构的硅片，所述MEMS传感器芯片（3）的柱子从所述镂空结构中伸出；该保护盖子（2）的材质为表面含有氧化膜的硅片；所述硅片的厚度为280~320μm，所述氧化膜的厚度为400~800nm；

所述弹性盖子（1）的背面设有与所述MEMS传感器芯片（3）的柱子尺寸匹配的凹槽，其制备方法为：

提供一玻璃基片，清洗烘干处理，在所述玻璃基片上旋涂聚二甲基硅氧烷，55~65℃低温固化1.5~2h，在固化后的聚二甲基硅氧烷表面旋涂厚度为4~8μm的聚酰亚胺薄膜；

在所述聚酰亚胺薄膜上旋涂厚度为80~120μm的聚氨酯薄膜，50~60℃低温固化1.5~2h，得到第一聚氨酯层；

在所述第一聚氨酯层上通过溅射沉积得到第一Cr/Cu金属阻挡层，然后旋涂光刻胶正胶、掩膜光刻、曝光显影固化，使得Cr/Cu金属阻挡层表面具有凹槽结构的第一掩膜层，去胶处理；

旋涂厚度为390~410μm的聚氨酯薄膜，50~60℃低温固化1.5~2h，得到第二聚氨酯层；

在所述第二聚氨酯层表面通过溅射沉积得到第二Cr/Cu金属阻挡层，然后旋涂光刻胶正胶、曝光显影固化后烘干处理得到第二掩膜层，利用离子铣凹槽掩膜，采用离子铣技术在所述第二Cr/Cu金属阻挡层和第二掩膜层上开设凹槽结构的窗口；

利用反应离子刻蚀法对聚氨酯进行刻蚀，直到刻蚀到第一Cr/Cu金属阻挡层为止；

去除器件表面的光刻胶正胶、烘干处理；

采用湿法刻蚀去除所述第一Cr/Cu金属阻挡层、第二Cr/Cu金属阻挡层、第一掩膜层和第二掩膜层；

将湿法刻蚀处理后的器件浸泡在酒精溶液中，剥离聚酰亚胺薄膜，完成弹性盖子（1）的释放。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器的封装方法，其特征在于，一个多层电路板（5）和弹性盖子（1）之间设有若干个MEMS传感器芯片（3），该若干个MEMS传感器芯片（3）组成MEMS传感器阵列。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器的封装方法，其特征在于，所述热压焊技术具体为：对所述焊接金球（4）加热至300~350℃，施加1.15~2.10N/bump的压力；所述引线用焊盘与芯片焊盘之间的填料为环氧树脂，填充方法为：将所述MEMS传感器芯片（3）和多层电路板（5）加热至70~75℃，用L形注射器沿所述MEMS传感器芯片（3）的边缘双向注射填料；注射完毕后，分段升温至125~135℃，固化3~4小时。

4.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器的封装方法，其特征在于，所述芯片焊盘上的多层金属膜的制备方法为：在所述芯片背面沉积金属薄膜，涂光刻胶、掩膜光刻、通过金属腐蚀刻蚀除去非图样的金属膜，得到多层金属膜图形。

5.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器的封装方法，其特征在于，所述焊接金球（4）采用电镀法制备得到，并通过热压焊连接到所述多层电路板（5）的引线用焊盘上。

6.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器的封装方法，其特征在于，所述硅片的厚度为300μm。