MEMS封装结构及MEMS真空封装结构的制作方法

本发明涉及半导体真空封装，具体涉及一种mems封装结构及mems真空封装结构。

背景技术：

1、mems真空封装主要包括金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装以及像素级封装等。目前阶段金属封装和陶瓷封装技术封装成熟，但是封装成本较高；晶圆级封装因为无需管壳，大幅降低了封装成本，已逐步替代金属、陶瓷封装；像素级封装在晶圆级封装基础上可进一步降低生产成本，通过减薄工艺后可大幅减小芯片厚度，可实现在手机、平板等消费级产品中的应用。

2、像素级真空封装结构主要由衬底、微机电结构、盖帽以及吸气剂组成。吸气剂作为真空封装中的一个重要组成部分，在器件长期工作期间，吸收腔体内部释放的气体，起到维持长期真空可靠性的作用。在像素级的加工工艺中，吸气剂会经历与光刻胶、清洗溶液长期直接接触的环境，尤其是对于存在牺牲层释放的环节，氧离子与吸气剂会直接反应，造成吸气剂失效，导致器件长期真空可靠性差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mems封装结构及mems真空封装结构，能够防止吸气剂在工艺过程中受到污染，保证真空封装的可靠性。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为一种mems封装结构，包括封装壳体以及被封装于所述封装壳体中的mems元件和吸气剂，所述吸气剂被罩设于吸气剂保护罩中，所述吸气剂保护罩包括可破坏区，用于在外部作用下被破坏并使所述吸气剂暴露在所述封装壳体的内部环境中。

3、作为实施方式之一，所述可破坏区采用低熔点材料制备，且所述低熔点材料的熔点低于所述吸气剂的激活温度。

4、作为实施方式之一，所述封装壳体上设置有供所述低熔点材料加热熔融后铺展开的浸润层。

5、作为实施方式之一，所述吸气剂保护罩设置于所述浸润层上，或者所述浸润层环绕所述吸气剂保护罩设置。

6、作为实施方式之一，所述吸气剂保护罩包括环绕所述吸气剂设置的罩体以及盖设于所述罩体上的盖体，至少在所述罩体上设置所述可破坏区。

7、本发明还提供一种mems真空封装结构，包括封装壳体以及被封装于所述封装壳体中的mems元件和吸气剂，所述吸气剂被罩设于吸气剂保护罩中，所述吸气剂保护罩上具有连通所述吸气剂与所述封装壳体内部环境的通道。

8、作为实施方式之一，所述通道是通过加热熔融所述吸气剂保护罩上的低熔点材料形成的，所述封装壳体上设置有供所述低熔点材料熔融后铺展开的浸润层。

9、作为实施方式之一，所述mems元件为悬空结构，所述吸气剂及吸气剂保护罩设置于所述mems元件的悬空结构下方，且每一mems元件的悬空结构下方设置有一组或多组所述吸气剂及吸气剂保护罩。

10、作为实施方式之一，所述封装壳体中设置有一个或多个所述mems元件。

11、作为实施方式之一，所述封装壳体上设置有释放孔，所述封装壳体的外侧设置有密封所述释放孔的封孔层。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、(1)本发明在吸气剂外设置吸气剂保护罩，起到保护吸气剂的作用，使吸气剂在工艺过程中不受污染；同时在吸气剂保护罩上设置可破坏区，在牺牲层释放完成后，将可破坏区通过外部作用破坏，形成连通吸气剂与封装壳体内部环境的通道，使吸气剂暴露在封装壳体的内部环境中，未经污染的吸气剂在激活后，可充分发挥其吸气性能，保证真空封装可靠性；

14、(2)本发明的可破坏区采用低熔点材料制备，通过加热使低熔点材料熔融，可以露出吸气剂，同时低熔点材料的熔点低于吸气剂的激活温度，可破坏区熔融时不会影响吸气剂；

15、(3)本发明通过设置浸润层，使低熔点材料加热熔融后，可以在浸润层上铺展开，增加吸气剂的外露面积，提高吸气剂的作用效果。

技术特征：

1.一种mems封装结构，包括封装壳体以及被封装于所述封装壳体中的mems元件和吸气剂，其特征在于：所述吸气剂被罩设于吸气剂保护罩中，所述吸气剂保护罩包括可破坏区，用于在外部作用下被破坏并使所述吸气剂暴露在所述封装壳体的内部环境中。

2.如权利要求1所述的mems封装结构，其特征在于：所述可破坏区采用低熔点材料制备，且所述低熔点材料的熔点低于所述吸气剂的激活温度。

3.如权利要求2所述的mems封装结构，其特征在于：所述封装壳体上设置有供所述低熔点材料加热熔融后铺展开的浸润层。

4.如权利要求3所述的mems封装结构，其特征在于：所述吸气剂保护罩设置于所述浸润层上，或者所述浸润层环绕所述吸气剂保护罩设置。

5.如权利要求1所述的mems封装结构，其特征在于：所述吸气剂保护罩包括环绕所述吸气剂设置的罩体以及盖设于所述罩体上的盖体，至少在所述罩体上设置所述可破坏区。

6.一种mems真空封装结构，包括封装壳体以及被封装于所述封装壳体中的mems元件和吸气剂，其特征在于：所述吸气剂被罩设于吸气剂保护罩中，所述吸气剂保护罩上具有连通所述吸气剂与所述封装壳体内部环境的通道。

7.如权利要求6所述的mems真空封装结构，其特征在于：所述通道是通过加热熔融所述吸气剂保护罩上的低熔点材料形成的，所述封装壳体上设置有供所述低熔点材料熔融后铺展开的浸润层。

8.如权利要求6所述的mems真空封装结构，其特征在于：所述mems元件为悬空结构，所述吸气剂及吸气剂保护罩设置于所述mems元件的悬空结构下方，且每一mems元件的悬空结构下方设置有一组或多组所述吸气剂及吸气剂保护罩。

9.如权利要求6所述的mems真空封装结构，其特征在于：所述封装壳体中设置有一个或多个所述mems元件。

10.如权利要求6所述的mems真空封装结构，其特征在于：所述封装壳体上设置有释放孔，所述封装壳体的外侧设置有密封所述释放孔的封孔层。

技术总结本发明涉及半导体真空封装技术领域，具体涉及一种MEMS封装结构及MEMS真空封装结构，包括封装壳体以及被封装于所述封装壳体中的MEMS元件和吸气剂，所述吸气剂被罩设于吸气剂保护罩中，所述吸气剂保护罩包括可破坏区，用于在外部作用下被破坏并使所述吸气剂暴露在所述封装壳体的内部环境中。本发明在吸气剂外设置吸气剂保护罩，起到保护吸气剂的作用，使吸气剂在工艺过程中不受污染；同时在吸气剂保护罩上设置可破坏区，在牺牲层释放完成后，将可破坏区通过外部作用破坏，形成连通吸气剂与封装壳体内部环境的通道，使吸气剂暴露在封装壳体的内部环境中，未经污染的吸气剂在激活后，可充分发挥其吸气性能，保证真空封装可靠性。技术研发人员：黄立,黄晟,周黄鹤,孙爱发,高健飞,王春水,叶帆,江致兴,魏禹,万欢受保护的技术使用者：武汉鲲鹏微纳光电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15