一种MEMS加速度传感器件的开封方法与流程

本发明涉及电子元器件开封技术领域，特别是指一种mems加速度传感器件的开封方法。

背景技术：

mems加速度器件是一种集合了微机械单元与电路结构的器件。对于mems加速度器件而言，内部一般集成了体硅工艺制作的微机械单元，能够感应特定方向的加速度量，转化为电信号，被电路结构单元处理输出。对于精度比较高的mems加速度传感器件，除器件整体的外部封装外，往往在微机械单元部分会进行二次封装，使微机械结构工作于一个相对密闭的环境，避免外部的干扰。微机械单元的二次封装材料一般si-si粘合结构，连接十分紧密。

在对mems器件进行dpa试验(破坏性物理试验)或结构分析试验时，需要对器件进行开封，开封后利用光学、机械等手段对器件进行相应的试验。对于一般的元器件而言，主要有两类开封方法，一种是机械开封方法，一般适用于陶瓷封装、金属封装等；另一种是化学开封方法，一般适用于塑料封装等。由于高精度的mems加速度传感器件内部存在二次封装的现象，且封装尺寸极小，封装材料特殊，其一般采用si-si粘合结构，传统的机械与化学开封方法无法进行开封，强行机械开封后碎裂的封装材料会对微机械结构产生较大的损坏，导致无法进行相关试验。

技术实现要素：

本发明针对当前高精度的mems加速度传感器件内部存在的微机械单元二次封装不易开封的问题，分析了封装形式及封装材料的特点，抛开了传统的机械与化学开封方法，提出一种mems加速度传感器件的开封方法。

基于上述目的，本发明提供的一种mems加速度传感器件的开封方法，所述开封方法用于对mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装进行开封，mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的封装结构包括凸台和硅帽，所述凸台和硅帽通过粘合剂形成内部腔体，mems加速度传感器件内部微机械单元封装在所述内部腔体内，包括如下步骤：

(1)将待二次开封的mems加速度传感器件进行加热使粘合剂失效，自然冷却；

(2)将胶涂覆在第一金属片上，将mems加速度传感器件放在涂胶的第一金属片上，使mems加速度传感器件底部的凸台与涂胶的第一金属片粘合；

(3)将与第一金属片粘合的mems加速度传感器件进行加热使胶完全固化，自然冷却；

(4)将胶涂覆在第二金属片上，将涂胶的第二金属片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，使顶部的硅帽与涂胶的第二金属片粘合；

(5)将与第二金属片粘合的mems加速度传感器件进行加热使胶完全固化，自然冷却；

(6)分别夹住第一金属片和第二金属片，分离凸台和硅帽，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，加热的温度为450-550℃，加热时间为0.5-1.5小时。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，加热的温度为100-200℃，加热时间为0.2-0.5小时。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，加热的温度为100-200℃，加热时间为0.5-1.5小时。

在本发明的一些实施例中，所述胶为ab胶，所述第一金属片/第二金属片均为铁片。

在本发明的一些实施例中，所述胶在第一金属片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm，所述胶在第二金属片的涂覆厚度为0.1-0.3mm。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，将mems加速度传感器件轻放在涂胶的第一金属片上，轻轻压合，使mems加速度传感器件底部的凸台与涂胶的第一金属片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，将涂胶的第二金属片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，使顶部的硅帽与涂胶的第二金属片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动。

在本发明的一些实施例中，在步骤(6)中，分别夹住第一金属片和第二金属片，轻轻上下分离凸台和硅帽，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元。

在本发明的一些实施例中，所述的一种mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装开封方法，包括以下步骤：

(a)将待二次开封的mems加速度传感器件置于石英舟上，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度450-550℃，使用计时器计时，加热0.5-1.5小时使粘合剂失效，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(b)将ab胶按比例调匀，调匀后的ab胶涂覆在第一铁片上，用镊子夹取mems加速度传感器件，轻放在涂ab胶的第一铁片上，轻轻压合，使mems加速度传感器件底部的凸台与涂ab胶的第一铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动；

(c)将与第一铁片粘合的mems加速度传感器件放入石英舟，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度100-200℃，使用计时器计时，加热0.2-0.5小时使ab胶固化，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(d)将调匀后的ab胶涂覆在第二铁片上，将涂ab胶的第二铁片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，使顶部的硅帽与涂胶的第二金属片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动；

(e)将与第二铁片粘合的mems加速度传感器件放入石英舟，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度100-200℃，使用计时器计时，加热0.5-1.5小时使ab胶固化，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(f)从高温试验箱中取出固化好的mems加速度传感器件，自然冷却，用两个镊子分别夹住第一铁片和第二铁片，轻轻上下分离凸台和硅帽，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元。

从上面所述可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的开封方法对硬件要求低、操作简易、实施性强、成功率高，且对二次封装腔体内部的机械结构单元无损伤，具有明显的优点。

附图说明

图1为mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的封装结构的结构示意图；

图2为mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的封装结构的主视图；

图3为本发明mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的一种开封方法的流程图；

图4为本发明mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的另一种开封方法的流程图；

图5为本发明mems加速度传感器件内部微机械单元开帽后的结构示意图；

图6为本发明mems加速度传感器件内部微机械单元开帽后的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

高精度的mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装采用si-si粘合结构，中间粘结成分为有机粘合剂。如图1和图2所示，现有的mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的封装结构包括凸台1和硅帽2，凸台1和硅帽2通过粘合剂3形成内部腔体5，mems加速度传感器件内部微机械单元4封装在内部腔体5内。

在凸台1的表面会有硅片固定，凸台1上的硅片与硅帽2(封帽硅片)通过粘合剂3形成si-si粘合结构。发明人研究发现，高温加热能够使粘合剂3失效，考虑到si具有极高的耐受温度与稳定性，因此，本实施例采用高温加热使中间粘合剂33失效的方法处理粘结的问题，采用特定的方法，实现二次封装的si帽结构与微机械单元的结构分离，从而完成二次封装开封过程。

如图3所示，本发明提供的一种mems加速度传感器件内部微机械单元4二次封装的开封方法，包括如下步骤：

(1)将待二次开封的mems加速度传感器件进行加热使粘合剂3失效，加热的温度为450-550℃，加热时间为0.5-1.5小时，自然冷却；

(2)将ab胶中的a剂(主剂)与b剂(硬化剂)以重量比例1：1混合后，搅拌均匀，调匀后的ab胶涂覆在第一铁片上，将mems加速度传感器件轻轻放在涂胶的第一铁片上，轻轻压合，使mems加速度传感器件底部的凸台1与涂胶的第一铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动造成ab胶在周围堆积影响后续操作；掌控ab胶涂覆厚度，避免后续出现过粘结现象，ab胶在第一铁片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm；

(3)将与第一铁片粘合的mems加速度传感器件进行加热使ab胶完全固化，加热的温度为100-200℃，加热时间为0.2-0.5小时，自然冷却；

(4)将调匀后的ab胶涂覆在第二铁片上，将涂胶的第二铁片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，轻轻压合，使顶部的硅帽2与涂胶的第二铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动，造成ab胶在周围堆积影响后续操作；掌控ab胶涂覆厚度，避免后续出现过粘结现象，ab胶在第二铁片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm；

(5)将与第二铁片粘合的mems加速度传感器件进行加热使ab胶完全固化，加热的温度为100-200℃，加热时间为0.5-1.5小时，自然冷却；

(6)分别夹住第一铁片和第二铁片，轻轻上下分离凸台1和硅帽2，避免失效的粘合剂3落入二次封装的内部腔体5，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元4。

作为本发明的另一个实施例，本实施例提供的一种mems加速度传感器件内部微机械单元4二次封装的开封方法，包括如下步骤：

(1)将待二次开封的mems加速度传感器件进行加热使粘合剂3失效，加热的温度为500℃，加热时间为1小时，自然冷却；

(2)将ab胶中的a剂(主剂)与b剂(硬化剂)以重量比例1：1混合后，搅拌均匀，调匀后的ab胶涂覆在第一铁片上，将mems加速度传感器件轻轻放在涂胶的第一铁片上，轻轻压合，使mems加速度传感器件底部的凸台1与涂胶的第一铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动造成ab胶在周围堆积影响后续操作；掌控ab胶涂覆厚度，避免后续出现过粘结现象，ab胶在第一铁片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm；

(3)将与第一铁片粘合的mems加速度传感器件进行加热使ab胶完全固化，加热的温度为150℃，加热时间为0.5小时，自然冷却；

(4)将调匀后的ab胶涂覆在第二铁片上，将涂胶的第二铁片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，轻轻压合，使顶部的硅帽2与涂胶的第二铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动，造成ab胶在周围堆积影响后续操作；掌控ab胶涂覆厚度，避免后续出现过粘结现象，ab胶在第二铁片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm；

(5)将与第二铁片粘合的mems加速度传感器件进行加热使ab胶完全固化，加热的温度为150℃，加热时间为1小时，自然冷却；

(6)分别夹住第一铁片和第二铁片，轻轻上下分离凸台1和硅帽2，避免失效的粘合剂3落入二次封装的内部腔体5，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元4。

作为本发明的又一个实施例，本实施例提供了一种基于高温试验箱的mems加速度传感器件内部微机械单元4二次封装开封方法，该开封方法中需要用到的工具为：高温试验箱、第一铁片、第二铁片、ab胶、石英舟、镊子、隔热手套和计时器，具体包括以下步骤：

(a)将待二次开封的mems加速度传感器件置于石英舟上，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度450-550℃，使用计时器计时，加热0.5-1.5小时使粘合剂3失效，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(b)将ab胶中的a剂(主剂)与b剂(硬化剂)以重量比例1：1混合后，搅拌均匀，调匀后的ab胶涂覆在第一铁片上，用镊子夹取mems加速度传感器件，轻放在涂ab胶的第一铁片上，轻轻压合，使mems加速度传感器件底部的凸台1与涂ab胶的第一铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动，造成ab胶在周围堆积影响后续操作；掌控ab胶涂覆厚度，避免后续出现过粘结现象，ab胶在第一铁片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm；

(c)将与第一铁片粘合的mems加速度传感器件放入石英舟，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度100-200℃，使用计时器计时，加热0.2-0.5小时使ab胶完全固化，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(d)将调匀后的ab胶涂覆在第二铁片上，将涂ab胶的第二铁片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，使顶部的硅帽2与涂胶的第二金属片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动，造成ab胶在周围堆积影响后续操作；

(e)将与第二铁片粘合的mems加速度传感器件放入石英舟，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度100-200℃，使用计时器计时，加热0.5-1.5小时使ab胶完全固化，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(f)从高温试验箱中取出固化好的mems加速度传感器件，自然冷却，用两个镊子分别夹住第一铁片和第二铁片，轻轻上下分离凸台1和硅帽2，避免失效的粘合剂3落入二次封装的内部腔体5，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元4。

如图4所示，本实施例提供了一种基于高温试验箱的mems加速度传感器件内部微机械单元4二次封装开封方法，该开封方法中需要用到的工具为：高温试验箱、第一铁片、第二铁片、ab胶、石英舟、镊子、隔热手套和计时器，具体包括以下步骤：

(a)将待二次开封的mems加速度传感器件置于石英舟上，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度500℃，使用计时器计时，加热1小时使粘合剂3失效，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(b)将ab胶中的a剂(主剂)与b剂(硬化剂)以重量比例1：1混合后，搅拌均匀，调匀后的ab胶涂覆在第一铁片上，用镊子夹取mems加速度传感器件，轻放在涂ab胶的第一铁片上，轻轻压合，使mems加速度传感器件底部的凸台1与涂ab胶的第一铁片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动，造成ab胶在周围堆积影响后续操作；掌控ab胶涂覆厚度，避免后续出现过粘结现象，ab胶在第一铁片上的涂覆厚度为0.1-0.3mm；

(c)将与第一铁片粘合的mems加速度传感器件放入石英舟，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度150℃，使用计时器计时，加热0.5小时使ab胶完全固化，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(d)将调匀后的ab胶涂覆在第二铁片上，将涂ab胶的第二铁片放在自然冷却后的mems加速度传感器件的顶部，使顶部的硅帽2与涂胶的第二金属片粘合，操作时避免mems加速度传感器件滑动，造成ab胶在周围堆积影响后续操作；

(e)将与第二铁片粘合的mems加速度传感器件放入石英舟，整体放入高温试验箱中，打开高温试验箱的电源，设置温度150℃，使用计时器计时，加热1小时使ab胶完全固化，戴隔热手套取出石英舟，置于耐高温石板上，自然冷却；

(f)从高温试验箱中取出固化好的mems加速度传感器件，自然冷却，用两个镊子分别夹住第一铁片和第二铁片，轻轻上下分离凸台1和硅帽2，避免失效的粘合剂3落入二次封装的内部腔体5，得到开封的mems加速度传感器件内部微机械单元4。

如图5和图6所示，mems加速度传感器件内部微机械单元开帽后，微机械结构单元无损伤，即采用上述的开封方法对二次封装腔体内部的机械结构单元无损伤，可以相关试验，例如进行dpa试验或结构分析试验。

从上述内容可以看出，本发明提供的一种mems加速度传感器件内部微机械单元二次封装的开封方法对硬件要求低、操作简易、实施性强、成功率高，且对二次封装腔体内部的机械结构单元无损伤，具有明显的优点。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。