一种MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架的制作方法

本技术涉及半导体封装，尤其涉及一种mems惯性器件多轴正交封装支架。

背景技术：

1、惯性导航系统具有高度的自主能力和抗干扰能力，可以提供完备、连续及高数据更新率的导航信息，在航空、航天、航海等领域都得到了广泛应用。近几年来，mems惯性器件发展迅速，精度不断提高。虽然精度相比光纤陀螺、激光陀螺仍有很大差距，但是其价格低、体积小、重量轻，使mems惯性器件在惯性导航系统中发挥重要作用。未来的mems惯性器件朝着高度集成化的方向发展——多轴集成、小型化、高精度等。

2、目前高精度mems惯性器件以单轴陶瓷封装为主。高精度mems imu通常需要采用3个单轴mems陀螺仪和3个单轴mems加速度计进行正交组装集成，体积和重量均较大，难以满足小型化系统需求。对于单片集成的三轴惯性器件，其制备工艺难度大，精度低，无法满足高端惯性感测领域需求。如何将多个单轴的mems惯性器件实现正交集成，是封装的难点。

3、目前多轴mems惯性器件的正交封装大都采用立体或直角三角支架固定mems芯片，以实现多轴惯性传感器的正交封装，其空间利用率低或正交性较差，难以满足高精度、小型化的要求；也有部分多轴mems惯性器件采用三维封装陶瓷壳体进行正交集成封装，直接将mems芯片安装在壳体上，这对陶瓷壳体的加工要求很高，陶瓷壳体内部电气互联工艺复杂，成本高，电气连接可靠性差，而且这样的封装壳体只适用于陶瓷封装，无法应用在塑料封装上。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型专利提出一种mems惯性器件多轴正交封装支架，在陶瓷件端面和侧面开设凹槽，表面铺镀焊盘及金属化层，具有易于加工、成本低、可靠性高的特点，可将多个mems裸芯片分别嵌入安装多个凹槽内实现高精度正交集成，有效提高了空间利用率，减小封装体积，同时适用于陶瓷封装和塑料封装。

2、为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种mems惯性器件多轴正交集成封装支架，包括：陶瓷件，所述陶瓷件为方形柱状结构，所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽，凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，第二凹槽开设在第一凹槽底面，所述陶瓷件相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直，且分别与端面的第二凹槽底面垂直，第二凹槽底面用于安装mems裸芯片；多个焊盘，分设在所述陶瓷件第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面，焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化层实现电气互连。

4、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述陶瓷件的四个侧面均开设有凹槽，相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直，且分别与端面的第二凹槽底面垂直。

5、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的陶瓷件第二凹槽深度与相对应mems裸芯片的焊盘高度一致。

6、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的陶瓷件第一凹槽深度不小于相对应mems裸芯片的引线键合丝的弧高度。

7、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的陶瓷件采用aln材料。

8、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的焊盘采用tiniau层或nipdau层。

9、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的金属化层采用ti、ni、au、sn中的一种金属或多种合金以化学沉积或物理溅射的方式铺镀。

10、本实用新型取得的有益成果是：本实用新型提供了一种mems惯性器件多轴正交集成封装支架，包括陶瓷件和多个焊盘，陶瓷件一个端面和四个侧面开设有凹槽，凹槽分为第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽底面设置有焊盘和第二凹槽，mems裸芯片安装在第二凹槽底面，mems裸芯片的焊盘高度与第一凹槽底面基本齐平，有利于mems裸芯片与第一凹槽底面的焊盘之间实现引线键合；第一凹槽的深度大于引线键合丝的弧高度，整个mems裸芯片及引线键合丝均嵌入隐藏在凹槽里面，封装过程中能对芯片和引线键合丝进行有效保护，结构设计紧凑，有效提高了空间利用率，减小封装体积。焊盘及金属化层均铺镀在陶瓷件表面，无需在内部打孔并填充金属浆料实现电气互联，支架易于加工、成本低、可靠性高。

技术特征：

1.一种mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，陶瓷件，所述陶瓷件为方形柱状结构，所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽，凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，第二凹槽开设在第一凹槽底面，第二凹槽底面用于安装mems裸芯片；多个焊盘，分设在所述陶瓷件第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面，焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化层实现电气互连。

2.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述陶瓷件的4个侧面均开设有凹槽，相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直，且分别与端面的第二凹槽底面垂直。

3.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的陶瓷件第二凹槽深度与相对应mems裸芯片的焊盘高度一致。

4.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的陶瓷件第一凹槽深度不小于相对应mems裸芯片的引线键合丝线弧高度。

5.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的陶瓷件采用aln材料。

6.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的焊盘采用tiniau层或nipdau层。

7.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架，其特征在于，所述的金属化层采用ti、ni、au、sn中的一种金属或多种合金以化学沉积或物理溅射的方式铺镀。

技术总结本技术公开了一种MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架，其包括：陶瓷件，所述陶瓷件为方形柱状结构，在所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽，凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，第二凹槽开设在第一凹槽底面，所述陶瓷件相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直，且分别与端面的第二凹槽底面垂直，第二凹槽底面用于安装MEMS裸芯片；多个焊盘，分设在所述第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面，焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化图形实现电气互接。本技术所述的支架可将多个芯片分别嵌入安装在多个凹槽内，实现多轴MEMS惯性器件的正交集成封装，有效提高了空间利用率，减小封装体积。支架容易加工，成本低，可靠性高。技术研发人员：戴志华,王诗强,俞静峰,任延超受保护的技术使用者：泉州市云箭测控与感知技术创新研究院技术研发日：20231206技术公布日：2024/1/15