晶圆级封装结构和传感器的制作方法
- 国知局
- 2024-07-27 12:52:54
1.本技术涉及集成电路的封装技术领域,尤其涉及一种晶圆级封装结构和传感器。背景技术:2.微机电系统(micro electro mechanical systems,简称mems)是利用集成电路制造技术和微机械加工技术,把微传感器、微执行器制造在一块芯片上的微型集成系统。其中,mems器件具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成等优点,正在逐渐取代传统机械传感器。3.晶圆级封装结构是将多个mems器件进行先封装的整体结构,然后将晶圆级封装结构划片,形成多个独立的mems器件的封装结构,即mems传感器。mems器件容易受外界环境因素影响导致自身电阻发生变化,从而,mems器件输出电信号相对于实际情况会发生偏差,影响mems传感器的性能。通常,调整mems器件的封装结构来改善mems传感器的性能,且由于mems器件的封装成本大约占总成本的50%-80%。因此,如何设置mems器件的封装结构是本领域技术人员重点研究方向。技术实现要素:4.本技术的实施例提供一种晶圆级封装结构和传感器,能够提高晶圆级传感器的信号传输精度。5.为达到上述目的,本技术的实施例采用如下技术方案:6.第一方面,提供一种晶圆级封装结构。晶圆级封装结构包括器件晶圆、多个参考器件区和垫层晶圆。参考器件设置于器件晶圆上,被配置为设置参考器件。垫层晶圆设置于器件晶圆上,垫层晶圆包括多个垫层区,垫层区包括第一子部和第二子部;第二子部与第一子部相连。其中,一个参考器件区设置于第一子部围成的区域内,且第二子部在器件晶圆上的正投影覆盖参考器件。7.参考器件被配置为输出基准信号,以便于晶圆级封装结构能够实现以基准信号为基础,校正或判断实际输出的信号的精准度,提高晶圆级封装结构划片后的单独的结构的性能。其中,垫层晶圆的第二子部在器件晶圆上的正投影覆盖参考器件,降低外界电磁波对参考器件输出的基准信号的数值的影响,提高基准信号的精度。8.在一些示例中,晶圆级封装结构还包括多个功能器件区;功能器件区被配置为设置功能器件,并输出感应信号。垫层区具有过孔;过孔在器件晶圆上的正投影的边界,围绕功能器件区。沿远离器件晶圆的方向,过孔的截面面积递增。9.在一些示例中,功能器件区设置于第一子部围成的区域内;第二子部在器件晶圆上的正投影,与功能器件无交叠。10.在一些示例中,垫层区还包括至少一个阻挡层;至少一个阻挡层设置于该垫层区的第二子部靠近参考器件的一侧,且与第二子部连接;阻挡层在器件晶圆上的正投影覆盖参考器件,被配置为阻挡电磁波照射到参考器件上。11.在一些示例中,晶圆级封装结构还包括封帽晶圆,封帽晶圆设置于垫层晶圆远离器件晶圆的一侧;封帽晶圆、多个垫层区和器件晶圆围成多个密闭的空腔;一个参考器件区与一个功能器件区为一组;至少一组功能器件区和参考器件区位于一个空腔内。12.在一些示例中,晶圆级封装结构还包括至少一个缓冲件;至少一个缓冲件位于器件晶圆和封帽晶圆之间,且一端与器件晶圆连接,另一端与封帽晶圆连接。13.在一些示例中,垫层区还包括至少一个个吸气剂;吸气剂位于空腔内;吸气剂在器件晶圆上的正投影与功能器件区在器件晶圆上的正投影无交叠;和/或,所述垫层区包括阻挡层的情况下,阻挡层包括吸气剂。14.第二方面,提供一种传感器。传感器包括器件层、参考器件和垫层。参考器件设置于器件层上。垫层设置于器件层上,包括第一子部和第二子部;第二子部与第一子部相连;其中,参考器件设置于第一子部围成的区域内,且第二子部在器件晶圆上的正投影覆盖参考器件。15.在一些示例中,第二子部靠近器件层的表面,与第一子部靠近器件层的表面相连,且位于同一平面。16.在一些示例中,第二子部远离第一子部的表面为阶梯状;和/或,第二子部远离第一子部的表面斜坡状;和/或,第二子部远离第一子部的表面所在平面与器件层垂直。17.在一些示例中,传感器还包括功能器件,功能器件被配置为输出感应信号。垫层具有过孔;过孔在器件层上的正投影的边界,围绕功能器件;沿远离器件层的方向,过孔的截面面积递增。18.在一些示例中,功能器件设置于第一子部围成的区域内;第二子部在所述器件层上的正投影,与功能器件无交叠。19.在一些示例中,传感器还包括阻挡层,阻挡层设置于第二子部靠近参考器件的一侧,且与第二子部连接;阻挡层在器件层上的正投影覆盖参考器件,被配置为阻挡电磁波照射到参考器件上。20.在一些示例中,传感器还包括封帽层。封帽层设置于垫层远离器件层的一侧。封帽层、垫层和器件层围成一个密闭的空腔,功能器件和参考器件位于空腔内。21.在一些示例中,传感器还包括至少一个缓冲件。至少一个缓冲件位于器件层和封帽层之间,且一端与器件层连接,另一端与封帽层连接。22.在一些示例中,至少一个缓冲件包括至少两个缓冲件;至少两个中的至少一个缓冲件位于器件层和垫层之间,且一端与器件层连接,另一端与垫层连接;至少两个中的至少一个缓冲件位于封帽层和垫层之间,且一端与封帽层连接,另一端与垫层连接。23.在一些示例中,传感器还包括至少一个吸气剂。吸气剂在器件层上的正投影与功能器件在器件层上的正投影无交叠;和/或,传感器包括阻挡层的情况下,阻挡层包括吸气剂。24.本技术的实施例提供的传感器是由第一方面提供的晶圆级封装结构切割形成的,因此具有上述晶圆级封装结构的全部有益效果,在此不再赘述。附图说明25.图1为本技术的实施例提供的晶圆级封装结构的一种结构示意图;26.图2为图1沿剖面线a-a的结构示意图;27.图3为图2中的局部g的结构示意图;28.图4为本技术的实施例提供的传感器的一种结构示意图;29.图5为本技术的实施例提供的传感器的另一种结构示意图;30.图6为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;31.图7为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;32.图8为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;33.图9为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;34.图10为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;35.图11为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;36.图12为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;37.图13为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图;38.图14为本技术的实施例提供的传感器的又一种结构示意图。具体实施方式39.下面将结合附图,对本技术一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。40.除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。41.在描述一些实施例时,描述一些实施例时可能使用了术语“电连接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。42.本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言,其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。43.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。44.晶圆级封装结构可以在晶圆上实现mems传感器的封装与测试,是广泛用于批量生产mems器件的封装技术。晶圆级封装结构采用先封装后划片的技术手段,避免了划片过程中的污染和微结构损毁等问题;晶圆级封装的mems传感器设计和封装设计可以统一考虑、同时进行,这将提高设计效率,减少设计费用;晶圆级封装从mems传感器制造、封装到产品完成的整个过程中,中间环节大大减少,周期缩短很多,这样就能降低成本。因此,如何设置晶圆级封装的结构以提高封装效果和mems传感器的性能是本领域技术人员重点研究方向。45.为此,本技术提供一种晶圆级封装结构。如图1所示,晶圆级封装结构1000是在较大尺寸的晶圆衬底上封装多个mems传感器,然后进行划片,分割成多个单独的晶圆级封装结构1001(即传感器,下文中以传感器1001为例进行介绍)。46.如图2所示,晶圆级封装结构1000包括器件晶圆10、多个参考器件区20和垫层晶圆30。47.器件晶圆10是支撑mems传感器的衬底。示例的,器件晶圆10的材料包括硅片、石英片、蓝宝石和陶瓷中的一种或多种。例如,器件晶圆10的材料包括硅片。示例的,器件晶圆10的形状可以是圆形、矩形或多边形。例如,器件晶圆10的形状为矩形。可根据实际需求设置。48.如图2所示,垫层晶圆30设置于器件晶圆10上,垫层晶圆30包括多个垫层区31。如图3所示,垫层区31包括第一子部301和第二子部302;第二子部302与第一子部301相连。其中,参考器件区20设置于第一子部301围成的区域内,且第二子部302在器件晶圆10上的正投影覆盖参考器件区20。49.如图3所示,参考器件区20设置于器件晶圆10上,被配置为设置参考器件21。可以理解的是,参考器件21被配置为输出基准信号,以便于晶圆级封装结构1000能够实现以基准信号为基础,判断或校正实际输出的信号的精准度,提高晶圆级封装结构1000划片后的形成的传感器1001的性能。其中,垫层区30的第二子部302在器件晶圆10上的正投影覆盖参考器件区20,降低外界电磁波对参考器件20输出的基准信号的数值的影响,提高参考器件区20输出信号的精度。50.在一些示例中,垫层晶圆30可以是与器件晶圆10相同规格(形状和尺寸大小)的基片。示例的,垫层晶圆30的形状与器件晶圆10的形状基本相同,可以为矩形。示例的,垫层晶圆30的边长或直径与器件晶圆10基本相同,可以用8寸或12寸等大小。示例的,垫层晶圆30的厚度范围为5μm~5mm。垫层晶圆30的厚度可以根据封装的mems传感器的规格要求选择设置。例如,垫层晶圆30的厚度为5μm、20μm、100μm、1mm和5mm。51.在一些示例中,如图2和图3所示,晶圆级封装结构1000还包括多个功能器件区40,功能器件区40被配置为设置功能器件41,并输出感应信号。示例性地,功能器件41为mems器件,可以包括陀螺、加速度计、压力计、红外焦平面阵列等mems器件中的一种或多种。例如,功能器件41包括红外焦平面阵列。52.垫层区31具有过孔303;过孔303在器件晶圆10上的正投影的边界,围绕功能器件区40。沿远离器件晶圆10的方向,过孔303的截面面积递增。其中,过孔303的截面面积递增是指,过孔303的侧壁所在平面不是垂直于器件晶圆10所在平面,因此,过孔303的最小的开口在器件晶圆10上的正投影的边界围绕功能器件区40,以暴露功能器件区40,有利于提高功能器件41接收电磁波的效果,提高功能器件41的感应效果。这样,在实现垫层区31的第二子部302起到对参考器件20的遮挡作用的情况下,由于电磁波不是垂直照射到功能器件40上的,则从过孔303远离器件晶圆10的开口会透过更多的电磁波以照射到功能器件41上,提高功能器件41的感应效果。53.过孔303在器件晶圆10上的正投影的边界所围成的形状可以是矩形、圆形和多边形中的任意一种或多种,可根据功能器件40的形状选择设置。过孔303可采用反应离子刻蚀工艺对垫层区31进行刻蚀,并形成通孔。刻蚀工艺可以采用湿法腐蚀,将欲腐蚀的垫层晶圆30置入具有确定化学成分和固定温度的腐蚀液里进行的腐蚀。腐蚀液对垫层晶圆30的不同晶面腐蚀速率不同,可在垫层晶圆30上制作出所需要的遮挡结构(即第二子部302的遮挡部321)。54.在一些示例中,如图2和图3所示,在晶圆级封装结构1000包括功能器件区40的情况下,功能器件区40设置于第一子部301围成的区域内;第二子部2302在器件晶圆10上的正投影,与功能器件40无交叠。即第一子部301围绕参考器件20和功能器件40。第二子部302在器件晶圆10上的正投影覆盖参考器件20,且第二子部302在器件晶圆10上的正投影与功能器件区40无交叠。这样,过孔303仅暴露出功能器件区40,以便于功能器件区40获取从过孔303透过的电磁波,功能器件41输出感应信号。以及,被第二子部302遮挡的参考器件区20能够输出不受外界电磁波影响的基准信号。这样,在后续信号判断过程中,感应信号和基准信号做比较,便于排出功能器件41自身电阻对输出信号的大小的影响。55.在一些示例中,如图3所示,垫层区31还包括至少一个阻挡层50,至少一个阻挡层50设置于该垫层区31的第二子部302靠近参考器件区20的一侧,且与第二子部302连接。阻挡层50在器件晶圆10上的正投影覆盖参考器件区20,被配置为阻挡电磁波照射到参考器件21上。56.示例的,第二子部302靠近参考器件区20的一侧可以设置并排的一个或两个阻挡层50,扩大遮挡面积。或者,第二子部302靠近参考器件区20的一侧可以层叠设置一个或两个阻挡层50,提高阻挡效果,进一步降低外界电磁波对参考器件21输出的基准信号的大小的影响,提高晶圆级封装结构1000实际输出信号的精度。57.上述阻挡层50的材料包括金属或其他能够有效阻挡电磁波的材料。示例的,阻挡层50的材料包括钛、锆合金,钛合金、金、铂、铬和镍中的一种或多种。例如,阻挡层50的材料包括钛合金。58.在一些示例中,如图3所示,晶圆级封装结构1000还包括封帽晶圆60。封帽晶圆60设置于垫层30远离器件晶圆10的一侧。示例的,封帽晶圆60是硅片、锗片、玻璃等材料基片中的一种或多种。例如,封帽晶圆60是硅片。59.请继续参阅图3,封帽晶圆60、多个垫层区31和器件晶圆10围成多个密闭的空腔。一个参考器件区20与一个功能器件区40为一组;至少一组功能器件区40和参考器件区20位于一个空腔内。60.在一些实施例中,如图2和图3所示,垫层区31还包括至少一个吸气剂90。吸气剂90位于空腔内。这样,吸气剂90能够吸收空腔残余的气体和mems器件运作产生的废气,提高空腔的真空环境的质量,有利于提高mems器件的使用寿命。示例的,吸气剂90可选择非蒸散型吸气剂,例如钛、锆合金,钛合金中的一种或多种。例如,吸气剂90包括钛合金。61.吸气剂90在器件晶圆10上的正投影与功能器件区40在器件晶圆10上的正投影无交叠;和/或,垫层区31包括阻挡层50的情况下,阻挡层50包括吸气剂90。62.示例性地,吸气剂90在器件晶圆10上的正投影可以与阻挡层50在器件晶圆10上的正投影至少部分交叠,且与功能器件区40在器件晶圆10上的正投影无交叠。63.或者,由于吸气剂90采用的材料包括金属单质或合金,金属单质或合金能够实现阻挡电磁波的效果,因此,基于阻挡层50的作用,阻挡层50的材料可以与吸气剂90的材料相同,或者阻挡层50包括吸气剂90,这样,阻挡层50可以与吸气剂90采用相同材料和相同制作工艺制作,减少晶圆级封装结构1000整个制作流程中的工艺步骤。64.在一些实施例中,如图2和图3所示,晶圆级封装结构1000还包括至少一个缓冲件110。至少一个缓冲件110位于器件晶圆10和封帽晶圆60之间,且一端与器件晶圆10连接,另一端与封帽晶圆60连接。65.可以理解的是,缓冲件110采用的材料具有一定强度和塑性,起到支撑作用。缓冲件110的高度与焊料80的体积或垫层30的厚度相关,可根据实际情况设置。66.在一些示例中,如图1所示,至少一个缓冲件110包括一个缓冲件110,这个缓冲件110为环状结构,沿环绕整个传感器1001的边缘设置。晶圆级封装结构1000包括3*3阵列排布的多个传感器1001的情况下,最外侧的8个传感器1001靠近器件晶圆10边缘的一侧,设置一个环形的缓冲件110。这个环形的缓冲件110能够提供支撑器件晶圆10与封帽晶圆60之间具有一定间隔的间隙。67.或者,至少一个缓冲件110包括两个缓冲件110。缓冲件110为环状结构。一个缓冲件110位于器件晶圆10和垫层晶圆30之间,且一端与器件晶圆10连接,另一端与垫层晶圆30连接。这个缓冲件110沿圆级封装结构1000中器件晶圆10的边缘,环绕圆级封装结构1000内所有传感器1001。另一个缓冲件110位于封帽晶圆60和垫层晶圆30之间,且一端与封帽晶圆60连接,另一端与垫层晶圆30连接。这个缓冲件110沿圆级封装结构1000中器件晶圆10的边缘,环绕晶圆级封装结构1000内所有传感器1001。68.本技术还提供一种传感器1001。该传感器1001可以是由上述实施例提供的晶圆级封装结构1000切割形成的。如图4所示,传感器1001包括器件层11、参考器件21和垫层310。垫层310是根据划分的垫层晶圆30的垫层区31切割后得到的。垫层310设置于器件层11上,垫层310包括第一子部301和第二子部302。第二子部302与第一子部301相连。69.参考器件21设置于器件层11上。参考器件21设置于第一子部301围成的区域内,且第二子部302在器件层11上的正投影覆盖参考器件21。70.在一些实施例中,如图3所示,第二子部302靠近器件层11的表面,与第一子部301靠近器件层11的表面相连,且位于同一平面。这样,第二子部302靠近器件层11的表面距离参考器件21的距离较近,有利于提高阻挡沿靠近器件层11的方向入射的电磁波照射到参考器件21的效果。71.在一些实施例中,如图4~图10所示,第二子部302远离第一子部301的表面为阶梯状;和/或,第二子部302远离第一子部301的表面斜坡状;和/或,第二子部302远离第一子部301的表面所在平面与器件层11垂直。72.在一些示例中,如图4和图5所示,第二子部302远离第一子部301的表面为阶梯状。73.示例的,如图4和图5所示,第二子部302远离第一子部301的表面为一阶阶梯。可以理解的是,阶梯状表面可以采用两次不同程度的刻蚀工艺形成。本技术对刻蚀工艺步骤不做限制。74.在另一些示例中,如图6和图7所示,第二子部302远离第一子部301的表面斜坡状。斜坡状的表面可采用一次刻蚀工艺形成。斜坡状的表面与第二子部302靠近器件层11的表面所形成的夹角的大小,即斜坡状表面的倾斜度,与刻蚀工艺有关。本技术对斜坡状表面的倾斜度不做限制。75.在又一些示例中,如图8和图9所示,第二子部302远离第一子部301的表面所在平面与器件层11垂直。这样,第二子部302在器件层11上的正投影覆盖参考器件21的部分,厚度较大,有利于降低穿过该部分第二子部302照射到参考器件21上的电磁波,降低电磁波对参考器件21输出的基准信号的精度的影响。76.需要说明的是,考虑到第二子部302的制作工艺,第二子部302在器件层11上的正投影可以正好覆盖参考器件21。或者,第二子部302围绕参考器件21设置,部分第二子部302在器件层11上的正投影覆盖参考器件21。本技术对第二子部302的具体结构不做限制,至少第二子部302在器件层11上的正投影覆盖参考器件21即可。77.在又一些示例中,如图5、图7、图9和图10所示,第二子部302围绕参考器件21设置。第二子部302包括两部分,一部分是在器件层11上的正投影覆盖参考器件21的遮挡部321,另一部分是非遮挡部322。遮挡部321远离与其连接的第一子部301的表面和非遮挡部322远离其连接的第一子部301的表面的形状可以相同,也可以不相同。可根据具体需求和工艺进行设置。78.例如,如图5、图7和图9所示,遮挡部321远离与其连接的第一子部301的表面和非遮挡部322远离其连接的第一子部301的表面的形状相同。79.又例如,如图10所示,遮挡部321远离与其连接的第一子部301的表面和非遮挡部322远离其连接的第一子部301的表面的形状不相同。遮挡部321远离与其连接的第一子部301的表面为斜坡状;非遮挡部322远离与其连接的第一子部301的表面所在平面与器件层11垂直。80.在一些示例中,如图3~图10所示,传感器1001还包括功能器件41,功能器件41被配置为输出感应信号。示例性地,功能器件41为mems器件,可以包括陀螺、加速度计、压力计、红外焦平面阵列等mems器件中的一种或多种。例如,功能器件41包括红外焦平面阵列。81.如图3~图7和图10所示,垫层310具有过孔303;过孔303在器件层11上的正投影的边界,围绕功能器件41。沿远离器件层11的方向,过孔303的截面面积递增。其中,过孔303的截面面积递增是指,过孔303的侧壁所在平面不是垂直于器件层11所在平面,因此,过孔303的最小的开口在器件层11上的正投影的边界围绕功能器件41,以暴露功能器件41,有利于提高功能器件41接收电磁波,提高功能器件41的感应效果。这样,在实现垫层310的第二子部302起到对参考器件21的遮挡作用的情况下,由于电磁波不是垂直照射到功能器件41上的,则从过孔33远离器件层11开口会透过更多的电磁波以照射到功能器件41上,提高功能器件41的感应效果。82.过孔303在器件层11上的正投影的边界所围成的形状可以是矩形、圆形和多边形中的任意一种或多种,可根据功能器件41的形状选择设置。过孔33可采用反应离子刻蚀工艺对垫层310进行刻蚀,并形成通孔。刻蚀工艺可以采用湿法腐蚀,将欲腐蚀的垫层310置入具有确定化学成分和固定温度的腐蚀液里进行的腐蚀。腐蚀液对垫层310的不同晶面腐蚀速率不同,可在垫层310上制作出所需要的遮挡结构(即第二子部302的遮挡部321)。83.在一些示例中,如图4~图10所示,在传感器1001包括功能器件41的情况下,第一子部301还围绕功能器件41,即第一子部301围绕参考器件21和功能器件41。第二子部302在器件层11上的正投影覆盖参考器件21,且第二子部302在器件层11上的正投影与功能器件41无交叠。这样,过孔303仅暴露出功能器件41,以便于功能器件41获取从过孔303透过的电磁波,功能器件41输出感应信号。以及,被第二子部303遮挡的参考器件21能够输出不受外界电磁波影响的基准信号。这样,在后续信号判断过程中,感应信号和基准信号做比较,便于排出功能器件41自身电阻对输出信号的大小的影响。84.在一些示例中,如图4所示,传感器1001还包括阻挡层50,阻挡层50设置于第二子部302靠近参考器件21的一侧,且与第二子部302连接。阻挡层50在器件层11上的正投影覆盖参考器件21,被配置为阻挡电磁波照射到参考器件21上。阻挡层50能够进一步降低外界电磁波对参考器件21输出的基准信号的大小的影响,提高传感器1001实际输出信号的精度。85.示例性地,阻挡层50的材料包括金属或其他能够有效阻挡电磁波的材料。示例的,阻挡层50的材料包括钛、锆合金,钛合金、金、铂、铬和镍中的一种或多种。例如,阻挡层50的材料包括钛合金。86.在一些示例中,如图4~图10所示,传感器1001还包括封帽层61。封帽层61设置于垫层310远离器件层11的一侧。封帽层61、垫层310和器件层11围成一个密闭的空腔,功能器件41和参考器件21位于空腔内。87.在一些示例中,如图4~图10所示,传感器1001还包括第一密封件71、第二密封件72、第三密封件73和第四密封件74。88.封帽层61设置于垫层310远离器件层11的一侧。示例的,封帽层61是硅片、锗片、玻璃等材料基片中的一种或多种。例如,封帽层61是硅片。需要说明的是,本技术的实施例中,将垫层30用于支撑器件层11和封帽层61的部分作为第一子部301,将第一子部301靠近参考器件21一侧的其余部分作为第二子部302,以便于描述垫层310各部分的形状和作用,但本技术的实施例不限制垫层310的其他部分的形状和尺寸。垫层310上加工一定深度的过孔303,垫层310与封帽层61、器件层11共同形成mems传感器(功能器件41和参考器件21)的空腔,空腔的高度主要由垫层310厚度决定。垫层310的厚度与mems器件的规格有关,以降低空腔内颗粒杂质对mems传感器性能的影响,提高传感器1001的隔离容忍度。89.示例的,封帽层61远离器件层11的一侧表面或者靠近器件层11的一侧表面设置有红外增透膜,红外增透膜的材料包括硫化锌、锗、硒化锌的一种或者多种。红外增透膜被配置为提高红外线透过率,以提高红外线照射到功能器件41上的光量,提高功能器件41的感应效果。90.第一密封件71设置于封帽层61靠近器件层11的一侧,且与封帽层61连接。91.第二密封件72设置于垫层310靠近封帽层61的一侧,且与垫层310连接。92.第三密封件73设置于垫层310远离封帽层61的一侧,且与垫层310连接。93.第四密封件74设置于器件层11靠近封帽层61的一侧,且与器件层11连接。94.其中,第一密封件71和第二密封件72通过焊料80连接;第三密封件73和第四密封件74通过焊料80连接。95.示例的,第一密封件71、第二密封件72、第三密封件73和第四密封件74采用的材料包括cr/au,cr/ni/au或ti/pt/au这样的复合材料。上述第一密封件71、第二密封件72、第三密封件73和第四密封件74采用的材料可以相同,也可以不同。96.例如,第一密封件71、第二密封件72、第三密封件73和第四密封件74采用的材料相同,均采用cr/ni/au的三层复合材料。其中,这些密封件包括底层、中间层和顶层。顶层是用于与焊料接触的润湿层,采用材料au,便于实现与焊料的共融钎焊;底层是与基片(器件层11、垫层30和封帽层61)接触的粘附层,采用材料cr,便于实现与中间层的粘附;中间层是阻挡层,采用材料ni,防止顶层金属扩散进基片。97.示例性地,焊料80可以是多种合金焊料,如sn基焊料,sn-in、sn-ag、sn-au、sn-ag-cu等焊料,可以根据复合的密封件的材料来选择。98.在一些示例中,如图4~图10所示,传感器1001还包括吸气剂90。这样,在封帽层61、垫层310和器件层11围成的密闭空腔中,吸气剂90能够吸收空腔残余的气体和mems器件运作产生的废气,提高空腔的真空环境的质量,有利于提高mems传感器的使用寿命。示例的,吸气剂90可选择非蒸散型吸气剂,例如钛、锆合金,钛合金中的一种或多种。例如,吸气剂90包括钛合金。99.吸气剂90在器件层11上的正投影与功能器件41在器件层11上的正投影无交叠;和/或,传感器1001包括阻挡层50的情况下,阻挡层50包括吸气剂90。100.示例性地,吸气剂90在器件层11上的正投影可以与阻挡层50在器件层11上的正投影至少部分交叠,且与功能器件41在器件层11上的正投影无交叠。101.或者,由于吸气剂90采用的材料包括金属单质或合金,金属单质或合金能够实现阻挡电磁波的效果,因此,基于阻挡层50的作用,阻挡层50的材料可以与吸气剂90的材料相同,或者阻挡层50包括吸气剂90,这样,阻挡层50可以与吸气剂90采用相同材料和相同制作工艺制作,减少传感器1001整个制作流程中的工艺步骤。102.可以理解的是,如图4~图10所示,传感器1001还包括多个打线窗口100。打线窗口100设置在器件层11上。多个打线窗口100设置于第一子部301远离过孔303的一侧,且与参考器件21和功能器件41电连接,被配置为将参考器件21输出的基准信号和功能器件41输出的感应信号传输至与每个传感器1001电连接的电路中。103.在一些实施例中,如图11~图13所示,传感器1001还包括至少一个缓冲件110。至少一个缓冲件110位于器件层11和封帽层61之间,且一端与器件层11连接,另一端与封帽层61连接。104.缓冲件110采用的材料具有一定强度和塑性。可以理解的是,在密封件和焊料80键合封装器件层11、垫层30和封帽层61的过程中,焊料为融化状态,无法承力。缓冲件110能够为焊料80提供一个基础的间隙。这样,如果第一密封件71和第二密封件72(和第三密封件73和第四密封件74)之间的间隙内焊料80偏少,传感器1001会发生漏气甚至使用寿命降低的问题;如果间隙内的焊料80较多,会导致焊料80内溢至mems传感器或者外溢至打线窗口100上,导致mems传感器无法正常传输信号,导致传感器1001报废。因此,采用缓冲间110有利于提高传感器1001的封装效果和产品良率。105.可以理解的是,缓冲件110的高度与焊料80的体积或垫层30的厚度相关,可根据实际情况设置。106.在一些示例中,如图11所示,至少一个缓冲件110包括一个缓冲件110,这个缓冲件110为环状结构,沿环绕整个传感器1001的边缘设置,这个环形的缓冲件110能够提供支撑器件层11与封帽层61之间具有一定间隔的间隙。107.在一些示例中,如图12所示,至少一个缓冲件110包括至少两个缓冲件110。至少两个中的至少一个缓冲件110位于器件层11和垫层310之间,且一端与器件层11连接,另一端与垫层310连接;至少两个中的至少一个缓冲件110位于封帽层61和垫层310之间,且一端与封帽层61连接,另一端与垫层310连接。108.示例性地,如图1和图13所示,晶圆级封装结构1000包括3*3阵列排布的多个单独的传感器1001的情况下,每个传感器1001包括两个缓冲件110,缓冲件110为环状结构。晶圆级封装结构1000包括18个缓冲件110。109.每个传感器1001中,一个缓冲件110位于器件层11和垫层310之间,且一端与器件层11连接,另一端与垫层310连接。该缓冲件110的部分位于打线窗口100和密封件之间;另一部分位于功能器件41和密封件之间。110.另一个缓冲件110位于封帽层61和垫层310之间,且一端与封帽层61连接,另一端与垫层310连接。该缓冲件110的部分位于打线窗口100和密封件之间;另一部分位于功能器件41和密封件之间,且位于吸气剂90和密封件之间。这样,能够避免焊料80内溢出至功能器件41,且避免焊料80外溢出至打线窗口100,同时不影响吸气剂90对空腔的吸气效果,提高传感器1001的封装效果和产品良率。111.示例性地,如图1和图14所示,晶圆级封装结构1000包括3*3阵列排布的多个传感器1001的情况下,每个传感器1001包括四个缓冲件110。晶圆级封装结构1000包括36个缓冲件110。112.每个传感器1001中,缓冲件110为环状结构,每两个缓冲件110嵌套设置。其中一组设置于器件层11和垫层310之间,且该组缓冲件110的一端与器件层11连接,另一端与垫层310连接。该组中的一个缓冲件110位于密封件远离功能器件41的一侧,另一个缓冲件110位于密封件靠近功能器件41的一侧。113.类似的,另一组设置于封帽层61和垫层310之间,且该组缓冲件110的一端与封帽层61连接,另一端与垫层310连接。该组中的一个缓冲件110位于密封件远离功能器件41的一侧;另一个缓冲件110位于密封件靠近功能器件41的一侧且位于吸气剂90和密封件之间。这样,能够避免焊料80内溢出至功能器件41或参考器件21,且避免焊料80外溢出至打线窗口100,同时不影响吸气剂90对密封腔的吸气效果,提高传感器1001的封装效果和产品良率。114.可以理解的是,缓冲件110的设置位置可根据实际的封装结构设置,本技术对此不做限制。115.在上述实施例中,对各个实施例的描述各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。116.尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述,显而易见的,在不脱离本技术的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明,且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样,倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内,则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
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