芯片封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及封裝領(lǐng)域，確切的說，涉及到一種MEMS的芯片封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)是一種先進(jìn)的制造技術(shù)平臺，主要以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展。微機(jī)電系統(tǒng)是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級，自八十年代中后期崛起以來發(fā)展極其迅速，被認(rèn)為是繼微電子之后又一個對國民經(jīng)濟(jì)和軍事具有重大影響的技術(shù)領(lǐng)域，將成為21世紀(jì)新的國民經(jīng)濟(jì)增長點和提高軍事能力的重要技術(shù)途徑。
[0003]微機(jī)電系統(tǒng)的優(yōu)點是:體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。微機(jī)電系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展是科學(xué)創(chuàng)新思維的結(jié)果，使微觀尺度制造技術(shù)的演進(jìn)與革命O
[0004]目前的MEMS封裝方式大多需要引線鍵合(wire bonding)或者焊錫進(jìn)行封裝，封裝完后整個器件無法承受較高的溫度，一般來說，器件的工作溫度小于150°C ;同時穩(wěn)定性也較差，無法承受較大的震動OlOOg)，并且整個器件的尺寸也稍大。以上種種原因都限制了 MEMS封裝的進(jìn)一步發(fā)展。
[0005]因此，如何進(jìn)一步提高基于MEMS封裝的器件在惡劣條件下工作的性能，一直為本領(lǐng)域技術(shù)人員所致力研宄的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明基于目前MEMS芯片封裝中遇到的問題提供了一種新的封裝方法，可極大提升器件的耐高溫能力以及可靠性，具體的技術(shù)方案如下:
[0007]提供一基板，所述基板中設(shè)置有若干貫穿其整個厚度的通孔，且該基板上固定有一殼體，所述殼體與所述基板之間構(gòu)成一具有開口的腔體；
[0008]將一面具有電極的芯片置于所述腔體中并通過封裝材料固定在所述基板上，且所述電極面朝并對準(zhǔn)所述通孔設(shè)置；
[0009]將至少一引線的一端穿過所述通孔；
[0010]利用導(dǎo)電漿料將所述引線與所述電極連接在一起；
[0011]利用一頂蓋將所述腔體予以密封。
[0012]上述的方法，其特征在于，所述基板為玻璃基板。
[0013]上述的方法，其特征在于，所述殼體和所述頂蓋均為金屬材質(zhì)。
[0014]上述的方法，其特征在于，導(dǎo)電漿料將所述引線與所述電極連接在一起的方法為首先在所述芯片的電極和所述引線上涂覆所述導(dǎo)電漿料，之后將所述芯片置于所述腔體中，并保證所述電極正面對準(zhǔn)所述引線，進(jìn)行燒結(jié)，使得所述電極和所述引線通過所述導(dǎo)電漿料實現(xiàn)電性連接。
[0015]上述的方法，其特征在于，導(dǎo)電漿料將所述引線與所述電極連接在一起的方法為在將所述引線的一端穿過所述通孔后，利用所述通孔灌入所述導(dǎo)電漿料并進(jìn)行燒結(jié)，以將所述引線和所述電極進(jìn)行連接。
[0016]上述的方法，其特征在于，在所述導(dǎo)電漿料燒結(jié)的過程中，燒結(jié)的溫度在400°C?500°C的范圍內(nèi)。
[0017]上述的方法，其特征在于，將芯片固定在所述基板上的步驟包括:
[0018]在所述芯片和/或基板的對立面涂覆封裝材料后，進(jìn)行燒結(jié)處理，以將所述基板和所述芯片進(jìn)行固定。
[0019]上述的方法，其特征在于，在對所述封接材料進(jìn)行燒結(jié)時，封接材料的燒結(jié)溫度小于所述導(dǎo)電漿料的燒結(jié)溫度。
[0020]上述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電漿料為含有金屬的導(dǎo)電漿料。
[0021]上述的方法，其特征在于，采用激光焊接將所述頂蓋固定在所述殼體上，以將所述腔體予以密封。
[0022]上述的方法，其特征在于，所述引線靠近所述腔體的一端與所述基板齊平或凸出于所述基板表面。
[0023]上述的方法，其特征在于，所述方法還包括:
[0024]在所述基板背離所述腔體的另一面涂覆封裝材料并進(jìn)行燒結(jié)，將所述通孔予以密封，并固定所述引線。
[0025]本發(fā)明通過將芯片與帶有金屬絲的玻璃基板用導(dǎo)電漿料燒結(jié)連接在一起，再通過封接玻璃進(jìn)行加固處理，進(jìn)而極大地提升了器件的耐高溫能力和可靠性，使得器件在惡劣條件下的工作性能更加穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0026]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。
[0027]圖1a?If為本發(fā)明在實施例一中芯片封裝的流程圖；
[0028]圖2a?2g為本發(fā)明在實施例二中芯片封裝的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0030]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0031]本發(fā)明提供了一種芯片封裝方法，包括如下步驟:提供一基板，基板中設(shè)置有若干貫穿的通孔，且該基板上固定有一殼體，殼體與基板之間構(gòu)成一具有開口的腔體；將一面具有電極的芯片置于腔體中并通過封裝材料固定在基板上，且電極面朝并對準(zhǔn)通孔設(shè)置；將至少一引線的一端穿過通孔；利用導(dǎo)電漿料將引線與電極連接在一起；利用一頂蓋將腔體予以密封。
[0032]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，基板為玻璃基板。
[0033]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，殼體和頂蓋均為金屬材質(zhì)。
[0034]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，引線的一端穿過通孔并直接接觸電極。
[0035]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，在將引線的一端穿過通孔后，利用通孔灌入導(dǎo)電漿料并進(jìn)行燒結(jié)，以將引線和電極進(jìn)行連接。
[0036]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，在導(dǎo)電漿料燒結(jié)的過程中，燒結(jié)的溫度在400°C?500°C的范圍內(nèi)。
[0037]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，將芯片固定在基板上的步驟包括:
[0038]在芯片和/或基板的對立面涂覆封裝材料后，進(jìn)行燒結(jié)處理，以將基板和芯片進(jìn)行固定。
[0039]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，在對封接材料進(jìn)行燒結(jié)時，封接材料的燒結(jié)溫度小于導(dǎo)電漿料的燒結(jié)溫度。
[0040]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，導(dǎo)電漿料為含有金屬的導(dǎo)電漿料。
[0041]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，采用激光焊接將頂蓋固定在殼體上，以將腔體予以密封。
[0042]在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，引線靠近腔體的一端與基板齊平或凸出于基板表面。
[0043]下面就本發(fā)明提供了兩種實施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。
[0044]實施例一
[0045]首先，參照圖1所示，將至少一個引線10的一端固定在一基板中11，且各引線10均貫穿基板11的正反兩面以外露。例如在一個特定的石墨模具中把引線10固定在基板11中?？蛇x但非限制，該引線10為金屬材質(zhì)例如金屬絲，其用于將封裝芯片電極的導(dǎo)出，該引線10的數(shù)量可根據(jù)實際情況進(jìn)行具體選擇，一般與封裝芯片需引出的電極數(shù)量相同?？蛇x的，上述的基板11為玻璃基板胚。同時，在基板11的邊緣固定有殼體12，籍由殼體12和基板11形成具有一開口的腔體20?？蛇x但非限制，上述的殼體12為金屬外殼。在將引線10和殼體12固定在基板11中上時，進(jìn)行一次燒結(jié)，使引線10、殼體12和基板11緊密結(jié)合。
[0046]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在實際應(yīng)用中，可先將引線10固定在基板11中，之后將殼體12固定在基板11的邊緣；而在另一些可選的實施例中，亦可先將殼體12固定在基板11的邊緣，之后再將引線10固定在基板11中，這對本發(fā)明并無造成任何實質(zhì)影響。
[0047]在本發(fā)明中，引線10靠近腔體20的一端與基板11齊平或凸出于基板11表面，具體可分別參照圖1a和圖1b所示，圖1a展示的為引線10靠近腔體20的一端與基板11的表面齊平，圖1b展示的為引線10靠近腔體20