[发明专利]一种高度可控的电容加速度计封装的方法

说明书

本发明属于微纳加工制造技术领域，具体涉及一种高度可控的电容加速度计封装的方法，所述方法对应的封装结构包括基底、弹簧振子、内部器件、极板、焊料、限位结构和上盖；所述方法包括如下步骤：(1)在基底上制作内部器件；(2)对内部器件进行刻蚀，形成弹簧振子的结构；(3)在上盖的表面制作极板和限位结构；(4)在极板的表面放置焊料并260℃～280℃温度下回流；(5)将基底与上盖进行封装键合。本发明采用匀胶、光刻、显影制作限位结构，取代了现有技术中的电镀工艺，简化工艺、提高效率，并且能更好控制上下极板间距。工艺简单，成本降低，良率提高。

技术领域

本发明属于微纳加工制造技术领域，具体涉及一种高度可控的电容加速度计封装的方法。

背景技术

电容位移传感器是一种非接触式的精密传感器，用于精密测量仪器和控制设备中，作为检测探头，对微小的位移变化起反应。一般来说，电容位移传感器适用于高精度的应用环境。它被用于测量振动，振荡，膨胀，位移，挠度和形变等测量任务。因此，电容式位移传感器经常被用作质量保证。

现阶段电容位移传感技术在MEMS领域被广泛地应用。它的电容位移传感是通过检验质量上的电容极板与上盖帽上的电容极板，通过改变面积的方式实现。要使该器件能够实现高精度的测量就必须对封装提出高指标的要求。但是在精密测量领域，由于测量的本来就是一些小量，所以对封装也有具体的高精度的要求。

目前用于控制电容式加速度计上极板与下极板之间高度的方法主要是通过干法刻蚀掏出固定空腔、或者通过PVDCVD方法实现限位结构的沉积，总体地来说工艺复杂度、程度较高、限位控制的精度较差。

发明内容

现有技术采用电镀金的方式制作限位结构，金属金价格昂贵，并且电镀工艺复杂，良品率低，本发明的目的在于解决上述的问题，提供一种高度可控的电容加速度计封装的方法，该方法的操作范围集中在电容式加速度计的第二上盖层。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高度可控的电容加速度计封装的方法，所述方法对应的封装结构包括基底、弹簧振子、内部器件、极板、焊料、限位结构和上盖；

所述方法包括如下步骤：

(1)在基底上制作内部器件；

(2)对内部器件进行刻蚀，形成弹簧振子的结构；

(3)在上盖的表面制作极板和限位结构；

(4)在极板的表面放置焊料并260℃～280℃温度下回流；

(5)将基底与上盖进行封装键合。

具体而言，步骤(1)，在基底上制作内部器件，包括如下步骤：

S1.在基底的表面均匀涂布光刻胶，光刻胶的厚度为5μm～9μm；

S2.将S1涂布有光刻胶的基底依次经曝光、显影和烘烤处理，制成图形化的光刻胶掩膜；

S3.采用蒸镀或者溅射的方式，将金属或金属体系沉积到基底的背面，形成金属膜，金属膜的厚度为200nm～800nm；

S4.用真空油将金属膜粘贴在托片上，制成内部器件。

优选地，所述基底为晶圆，所述托片为具有氧化层的晶圆。

具体而言，步骤(2)，采用感应耦合等离子体干法对内部器件分阶段进行深硅刻蚀，刻蚀深度≤500μm；其中，每个刻蚀阶段均在感应耦合等离子体机内，通过钝化、轰击和刻蚀三个步骤交替循环加工完成，随着刻蚀深度的增加，各个刻蚀阶段中轰击步骤的轰击强度逐渐增强；

再采用湿法剥离工艺，将光刻胶掩膜和金属膜去除，释放体硅微结构，形成弹簧振子的结构。