本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種mems器件及封裝結(jié)構(gòu)制作方法。

背景技術(shù)：

微機(jī)電系統(tǒng)(mems,micro-electro-mechanicalsystem)，是集微傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源、微能源、信號(hào)處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口以及通信于一體的微型器件或系統(tǒng)。微機(jī)電器件是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是融合了光刻、腐蝕、薄膜、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。

目前，開放式mems器件包含封裝層和mems部件，mems部件的強(qiáng)度一般不高，以提供相應(yīng)的敏感度。在mems器件的生產(chǎn)流程中，需要通過吹氣流程對(duì)mems器件進(jìn)行清洗。清洗時(shí)，需要高壓氣流，高壓氣流會(huì)對(duì)mems部件造成沖擊損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種mems器件及封裝結(jié)構(gòu)制作方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中，高壓氣流對(duì)mems部件造成沖擊損壞的缺陷。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種mems器件，包括：

mems封裝結(jié)構(gòu)；以及內(nèi)設(shè)于所述mems封裝結(jié)構(gòu)且與所述mems封裝結(jié)構(gòu)電連接的mems部件；

其中，所述mems封裝結(jié)構(gòu)設(shè)有供所述mems部件與外界通信的信號(hào)通道，以及卡設(shè)于所述信號(hào)通道內(nèi)的可動(dòng)閥門。

進(jìn)一步可選地，所述可動(dòng)閥門的直徑大于所述信號(hào)通道靠近所述mems部件一端的通道直徑，且小于所述信號(hào)通道中卡設(shè)所述可動(dòng)閥門的位置處的通道直徑。

進(jìn)一步可選地，所述可動(dòng)閥門上設(shè)有至少一個(gè)通孔。

進(jìn)一步可選地，所述mems封裝結(jié)構(gòu)，包括：基板、側(cè)面板以及頂板；

所述信號(hào)通道開設(shè)于所述頂板和/或所述基板上；其中，所述mems部件通過導(dǎo)線與所述頂板和/或所述基板電連接。

進(jìn)一步可選地，所述可動(dòng)閥門包括閥門主體以及連接所述閥門主體的固定件；所述頂板和/或所述基板上設(shè)有與所述固定件適配的閥門卡槽。

進(jìn)一步可選地，所述基板或所述頂板包括：第一子層和第二子層；所述信號(hào)通道開設(shè)于所述第一子層和所述第二子層相對(duì)的預(yù)設(shè)位置；

所述第一子層和/或所述第二子層設(shè)有與所述固定件適配的閥門卡槽，且所述可動(dòng)閥門固設(shè)于所述第一子層與所述第二子層之間。

進(jìn)一步可選地，所述信號(hào)通道為階梯孔，所述階梯孔包括沉頭孔和通孔。

進(jìn)一步可選地，以焊接或壓合方式，將所述第一子層上沉頭孔所在的面與所述第二子層上沉頭孔所在的面相對(duì)貼合。

本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種mems封裝結(jié)構(gòu)制作方法，包括：

制作頂板、基板以及帶有固定件的可動(dòng)閥門，所述頂板和/或基板上開設(shè)信號(hào)通道；

在所述頂板和/或基板的指定位置處開設(shè)與所述固定件適配的閥門卡槽；

將所述固定件卡設(shè)于所述閥門卡槽中。

進(jìn)一步可選地，所述可動(dòng)閥門的直徑大于所述信號(hào)通道靠近封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部一端的通道直徑，且小于所述信號(hào)通道中卡設(shè)所述可動(dòng)閥門的位置處的通道直徑。

進(jìn)一步可選地，所述制作頂板和/或基板包括：制作第一子層和第二子層；

在所述第一子層和所述第二子層相對(duì)的預(yù)設(shè)位置開設(shè)所述信號(hào)通道；以及在所述第一子層和/或所述第二子層的指定位置開設(shè)所述閥門卡槽。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的mems器件及封裝結(jié)構(gòu)制作方法，通過在mems封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置的信號(hào)通道內(nèi)增設(shè)可動(dòng)閥門，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，高壓氣流對(duì)mems部件造成沖擊損壞的缺陷，有效地預(yù)防了mems部件電氣性能的下降。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的mems封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2b是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基板開設(shè)有信號(hào)通道的封裝結(jié)構(gòu)的的一示意圖；

圖2c是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的頂板開設(shè)有信號(hào)通道的封裝結(jié)構(gòu)的一示意圖；

圖2d是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基板和頂板同時(shí)開設(shè)有信號(hào)通道的封裝結(jié)構(gòu)的一示意圖；

圖3a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的可動(dòng)閥門的一可選示例圖；

圖3b是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的與圖3a所示的可動(dòng)閥門適配的閥門卡槽的一可選示例圖；

圖3c是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)通道靠近mems部件一端被可動(dòng)閥門堵住的一示例圖；

圖3d是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的可動(dòng)閥門的另一可選示例圖；

圖4a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的頂板和/或基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一mems封裝結(jié)構(gòu)制作方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

結(jié)合圖1，該mems器件包括：mems封裝結(jié)構(gòu)10以及內(nèi)設(shè)于mems封裝結(jié)構(gòu)10且與mems封裝結(jié)構(gòu)10電連接的mems部件11。

其中，mems封裝結(jié)構(gòu)10設(shè)有供mems部件11與外界通信的信號(hào)通道12，以及卡設(shè)于信號(hào)通道12內(nèi)的可動(dòng)閥門13。

如圖1所示，mems封裝結(jié)構(gòu)10是一腔體結(jié)構(gòu)，在mems封裝結(jié)構(gòu)10的腔體內(nèi)部，設(shè)置有mems部件11。mems部件11可包括mems芯片、mems傳感器等。mems部件可采用mems(微機(jī)電系統(tǒng))工藝制作，其數(shù)量以及類型與器件實(shí)際需求相關(guān)聯(lián)。該mems部件11外殼的引腳可通過導(dǎo)線與mems封裝結(jié)構(gòu)10電連接，進(jìn)而通過mems封裝結(jié)構(gòu)10與外部其他器件相連接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部mems部件與外部電路的信號(hào)傳輸。

信號(hào)通道12，可以是位于mems封裝結(jié)構(gòu)10上的孔，能夠連接mems封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部與外部，進(jìn)而mems部件可通過該信號(hào)通道12接收外界信號(hào)。

卡設(shè)于信號(hào)通道12內(nèi)的可動(dòng)閥門13，用于對(duì)外界有害信號(hào)進(jìn)行過濾。可動(dòng)閥門13具有一關(guān)閉閾值，若有害信號(hào)的強(qiáng)度大于可動(dòng)閥門13的關(guān)閉閾值，則可動(dòng)閥門13會(huì)產(chǎn)生阻礙作用。例如，在某一特定的關(guān)閉閾值下，正常信號(hào)可以通過可動(dòng)閥門13進(jìn)入mems封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部，但是對(duì)于強(qiáng)度大于該關(guān)閉閾值的有害信號(hào)，例如清洗氣流，可動(dòng)閥門13會(huì)對(duì)清洗氣流產(chǎn)生阻礙作用，隔絕或減弱外界有害信號(hào)的進(jìn)入，達(dá)到mems器件自適應(yīng)保護(hù)mems部件的效果。

圖2a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的mems封裝結(jié)構(gòu)10的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2a所示，mems封裝結(jié)構(gòu)10由一具有承載作用的基板101以及具有覆蓋作用的四個(gè)側(cè)板102和頂板103固定包裝成。

可選的，信號(hào)通道12可以如圖2b所示開設(shè)于基板101上，可以如圖2c所示開設(shè)于頂板103上，也可以如圖2d所示同時(shí)開設(shè)于基板101以及頂板103上。信號(hào)通道12在mems封裝結(jié)構(gòu)10上的具體開設(shè)位置可視mems部件11安裝的位置而定，以提供mems部件11與外界進(jìn)行良好的通信為標(biāo)準(zhǔn)。例如，mems部件11的信號(hào)接收端靠近頂板13處，則信號(hào)通道12應(yīng)當(dāng)開設(shè)在頂板13上與mems部件11的信號(hào)接收端相對(duì)應(yīng)的位置。

圖3a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的可動(dòng)閥門的一可選示例圖。

如圖3a所示，可動(dòng)閥門包括閥門主體131以及連接于閥門主體131的固定件132。

其中，閥門主體131用于減少mems部件11與空氣的直接接觸，并在有害信號(hào)強(qiáng)度較大時(shí)隔離封裝結(jié)構(gòu)10外部的空氣與內(nèi)部的mems部件11；固定件132用于，將可動(dòng)閥門13固定于信號(hào)通道12內(nèi)部。

圖3b是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的與圖3a所示的可動(dòng)閥門13適配的閥門卡槽的一可選示例圖。

相應(yīng)地，如圖3b所示，為固定可動(dòng)閥門13，頂板和/或基板上設(shè)有與固定件132適配的閥門卡槽133。固定件132可以通過焊接或壓合的方式內(nèi)嵌于閥門卡槽133中。在圖3a中，固定件132的數(shù)量?jī)H僅為一種示例，并不對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例構(gòu)成限制。在實(shí)際應(yīng)用中，固定件132的數(shù)量可由所需求的可動(dòng)閥門13的關(guān)閉閾值、可動(dòng)閥門13的材質(zhì)以及閥門主體131的結(jié)構(gòu)決定。

mems器件應(yīng)用于不同的場(chǎng)景時(shí)，可動(dòng)閥門13的關(guān)閉閾值可能不同，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)可動(dòng)閥門13的材質(zhì)以及結(jié)構(gòu)不做限制。以下部分將結(jié)合附圖對(duì)可動(dòng)閥門13的可選結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步介紹。

在一可選的實(shí)施方式中，如圖3a所示，可動(dòng)閥門13的閥門主體131為不帶通孔的面結(jié)構(gòu)，閥門主體131的直徑應(yīng)大于信號(hào)通道12靠近mems部件11一端的通道直徑，且小于信號(hào)通道12中卡設(shè)可動(dòng)閥門13的位置處的通道直徑。在不存在有害信號(hào)的情況下，封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部的mems部件11需要與外界進(jìn)行通信，因此，信號(hào)通道12不可完全被堵住，可動(dòng)閥門13的直徑需要小于信號(hào)通道12中卡設(shè)可動(dòng)閥門13的位置處的通道直徑，從而保留正常信號(hào)可以通過的縫隙。另外，增加可動(dòng)閥門13之后，外界空氣通過信號(hào)通道12進(jìn)入封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部的量減少，相應(yīng)有害微粒數(shù)量減少，則mems部件11被損壞的概率降低。

若存在有害信號(hào)，例如清洗氣流大于可動(dòng)閥門13的關(guān)閉閾值時(shí)，可動(dòng)閥門13會(huì)變形，并堵住信號(hào)通道12靠近mems部件11一端，以防止清洗氣流進(jìn)入封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部從而對(duì)mems部件造成損害。如圖3c所示，為信號(hào)通道12靠近mems部件11一端被可動(dòng)閥門13堵住的一示例圖。在圖3c中,開設(shè)有信號(hào)通道13的mems封裝結(jié)構(gòu)10變?yōu)榉忾]的腔體，有效地保護(hù)了腔體內(nèi)部的mems部件。

在另一可選的實(shí)施方式中，如圖3d所示，可動(dòng)閥門13的閥門主體131為設(shè)有至少一個(gè)通孔的面結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，閥門主體131上的至少一個(gè)通孔，一方面保證了封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部的mems部件11與外界進(jìn)行通信的需求；另一方面，有效減少了外界空氣通過信號(hào)通道12進(jìn)入封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部的量，進(jìn)而有效減少有害微粒的數(shù)量，則mems部件11被損壞的概率降低。當(dāng)有害信號(hào)的強(qiáng)度較大時(shí)，設(shè)有至少一個(gè)通孔的閥門主體131也可有效緩強(qiáng)度較大的有害信號(hào)對(duì)mems部件11的損壞程度。

可選地，在可動(dòng)閥門13的閥門主體131設(shè)有至少一個(gè)通孔的情況下，閥門主體131的直徑可以大于或者等于信號(hào)通道12靠近mems部件11一端的通道直徑，且小于信號(hào)通道12中卡設(shè)可動(dòng)閥門13的位置處的通道直徑。當(dāng)然，因?yàn)殚y門主體131上設(shè)有至少一個(gè)通孔可以滿足mems部件11與外界進(jìn)行通信的需求，因此閥門主體131的直徑也可以等于信號(hào)通道12中卡設(shè)可動(dòng)閥門13的位置處的通道直徑。

圖4a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的頂板和/或基板的結(jié)構(gòu)示意圖。即，頂板和/或基板都可以采用圖4a所示結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具體是否采用圖4a所示結(jié)構(gòu)，可視可動(dòng)閥門13的安裝情況而定。一般來說，若需要安裝可動(dòng)閥門13則優(yōu)選采用圖4a所示結(jié)構(gòu)。

在一種可選的實(shí)施方式中，為便于可動(dòng)閥門13的安裝，基板101或頂板103包括：第一子層1011和第二子層1012，進(jìn)而可動(dòng)閥門13可以夾設(shè)于第一子層1011和第二子層1012之間?？蛇x地，第一子層1011為與外界接觸的子層，第二子層1022為與mems封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部接觸的子層。

相應(yīng)地，信號(hào)通道可由開設(shè)于第一子層1011上的第一信號(hào)通道121(如圖4b所示)以及開設(shè)于第二子層1022上的第二信號(hào)通道122(如圖4b所示)組成。

圖4b是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4b所示，第一信號(hào)通道121靠近mems部件11一端的直徑與第二信號(hào)通道122遠(yuǎn)離mems部件11一端的直徑相同，從而第一子層1011以及第二子層1012能夠以這兩個(gè)直徑相同的信號(hào)通道相對(duì)的面為貼合面，組合成基板11或頂板13。在圖4b中，以信號(hào)通道開設(shè)于頂板為例進(jìn)行說明。

可選的，第二信號(hào)通道122靠近mems部件11一端的直徑小于第二信號(hào)通道122遠(yuǎn)離mems部件11一端的直徑。從而，遭受到有害信號(hào)襲擊時(shí)，可動(dòng)閥門13在變形之后，能夠堵住第二信號(hào)通道122遠(yuǎn)離mems部件11一端的直徑，防止有害信號(hào)可以進(jìn)入封裝結(jié)構(gòu)10內(nèi)部對(duì)mems部件造成損害。

可動(dòng)閥門13固設(shè)于第一子層1011與第二子層1012之間時(shí)，可以固設(shè)于第一信號(hào)通道121靠近mems部件11一端，也可以固設(shè)于第二信號(hào)通道122遠(yuǎn)離mems部件11一端，還可以固設(shè)于第一信號(hào)通道121以及第二信號(hào)通道122貼合的位置處。

圖5a是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一mems器件的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種可選的實(shí)施方式中，信號(hào)通道12為至少包含兩個(gè)臺(tái)階的階梯孔，該階梯孔在靠近mems部件11的一端直徑較小。在圖5a中，以mems部件11為mems麥克風(fēng)為例。

可選的，如圖5a所示，基板或頂板包括：第一子層1011和第二子層時(shí)1012。第一子層1011和第二子層1012相對(duì)的預(yù)設(shè)位置處，分別開設(shè)有第一信號(hào)通道121和第二信號(hào)通道122。第一信號(hào)通道121以及第二信號(hào)通道122組成信號(hào)通道12。

如圖5a所示，第一信號(hào)通道121為通孔，第二信號(hào)通道為同軸的沉頭孔以及通孔組成的階梯孔。第一信號(hào)通道121的直徑與第二信號(hào)通道122的沉頭孔的直徑相同。第一信號(hào)通道121與第二信號(hào)通道以通道直徑相同的面為貼合面進(jìn)行貼合，得到信號(hào)通道12。

可選的，如圖5b所示，第一信號(hào)通道121以及第二信號(hào)通道122均為同軸的沉頭孔以及通孔組成的階梯孔。第一信號(hào)通道121的沉頭孔的直徑與第二信號(hào)通道122的沉頭孔的直徑相同。則第一子層1011以及第二子層1022，以第一信號(hào)通道121的沉頭孔以及第二信號(hào)通道122的沉頭孔相對(duì)的面為貼合面進(jìn)行貼合，得到開設(shè)有信號(hào)通道12的基板101或頂板103。

在一可選的實(shí)施方式中，若可動(dòng)閥門13的閥門主體131為圖3a所示的不帶通孔的面結(jié)構(gòu)，閥門主體131的厚度應(yīng)小于第一信號(hào)通道121的沉頭孔以及第二信號(hào)通道122的沉頭孔的孔深之和，從而保證閥門體并不完全堵塞信號(hào)通道12，以保證正常信號(hào)的通過。

在另一可選的實(shí)施方式中，若可動(dòng)閥門13的閥門主體131為圖3d所示的設(shè)有至少一個(gè)通孔的面結(jié)構(gòu)。此時(shí)，閥門主體131的厚度可以等于或者小于第一信號(hào)通道121的沉頭孔以及第二信號(hào)通道122的沉頭孔的孔深之和。

圖6是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一mems封裝結(jié)構(gòu)制作方法的流程示意圖。

步驟601、制作頂板、基板以及帶有固定件的可動(dòng)閥門，所述頂板和/或基板上開設(shè)信號(hào)通道。

步驟602、在所述頂板和/或基板的指定位置處開設(shè)與所述固定件適配的閥門卡槽。

步驟603、將所述固定件卡設(shè)于所述閥門卡槽中。

針對(duì)步驟601，可選的，可動(dòng)閥門的直徑大于信號(hào)通道靠近封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部一端的通道直徑，且小于信號(hào)通道中卡設(shè)可動(dòng)閥門的位置處的通道直徑。

可選的，制作頂板和/或基板包括：制作第一子層和第二子層。基于制作完成的第一子層以及第二子層，在第一子層和第二子層相對(duì)的預(yù)設(shè)位置開設(shè)信號(hào)通道。所述相對(duì)的預(yù)設(shè)位置，即，將第一子層和第二子層以指定的貼合面進(jìn)行貼合之后，在開設(shè)于第一子層上的信號(hào)通道與開設(shè)于第二子層上的信號(hào)通道能夠組合成一個(gè)完整的信號(hào)通道。

針對(duì)步驟602，在第一子層和/或第二子層的指定位置開設(shè)閥門卡槽，所述指定位置，可以是在第一子層或第二子層的貼合面上開設(shè)，也可以分別在第一子層以及第二子層的貼合面上開設(shè)。該閥門卡槽的形狀以及尺寸與上一步驟中制作的可動(dòng)閥門的固定件相匹配。

針對(duì)步驟603，將所述固定件卡設(shè)于所述閥門卡槽中，可以通過焊接或壓合的方式，不贅述。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的mems封裝結(jié)構(gòu)制作方法，通過在mems封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置的信號(hào)通道內(nèi)增設(shè)可動(dòng)閥門，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，高壓氣流以及空氣中的微粒對(duì)mems部件造成沖擊損壞的缺陷，有效地預(yù)防了mems部件電氣性能的下降。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。