一种封装结构及气密性封装方法与流程

本发明涉及半导体封装，具体为一种封装结构及气密性封装方法。

背景技术：

1、mems器件由于结构脆弱，一般都需要进行气密性封装，以确保mems结构稳定，功能可靠。对于特殊的器件，如mems红外器件、mems加速度计、mems陀螺仪等，需要通入保护气体封装，甚至气密性封装。

2、为达到保护气体封装/气密性封装，目前主要封装方案为：1)芯片和管壳组装成半成品；2)焊料固定在盖板上；3)将半成品和盖板分别放置在不同位置，在设备中充入保护气体/抽真空，使得封装腔体内充满保护气体/充分抽真空；4)通过设备运动机构，将盖板与半成品合盖，并通过焊接工艺密封。

3、现有封装方案对设备要求极高，尤其是对于一些高温焊接的封装工艺，运动机构难以在高温环境下长期稳定，另外，在封装过程中难以实现密封环境精确对位，从而使得封装工艺效果不好，针对现有技术的不足，本发明提供了一种封装结构及气密性封装方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种封装结构及气密性封装方法，可在设备静态下实现保护气体/真空气密性封装，只需设备提供密封环境和温度、气体氛围，无需运动机构即可实现mems器件的保护气体封装/气密性封装，设备长期使用稳定。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种封装结构，包括盖板、芯片、管壳和焊料，所述芯片设置于管壳的内部，所述盖板盖设于所述管壳上，所述焊料设置于盖板和管壳之间，所述管壳和/或所述盖板的焊接面上设置有凹槽。

5、优选的，所述管壳和/或所述盖板的焊接面上的凹槽设置有多个。

6、优选的，所述管壳和/或所述盖板焊接面上的凹槽沿管壳侧壁的厚度方向延伸设置，且长度不小于管壳侧壁的厚度。

7、优选的，所述管壳和所述盖板的焊接面上均设置有凹槽，且二者的凹槽相互错开设置。

8、优选的，所述管壳和/或所述盖板的焊接面上设置有镀层，所述镀层包括阻挡层和浸润层。

9、优选的，所述阻挡层的材质为ni，所述浸润层的材质为au。

10、一种封装结构的气密性封装方法，所述气密性封装方法包括如下步骤：

11、s1：将芯片固定在管壳内，形成管壳半成品；

12、s2：将焊料和盖板置于管壳半成品上，形成封装腔体；其中焊料位于盖板和管壳之间，且管壳和/或盖板的焊接面上形成有凹槽；

13、s3：将封装腔体置于密封的封装设备中；通过凹槽使保护气体进入封装腔体内或者对封装腔体内部抽真空；

14、s4：加热至焊料熔点以上的温度，使得焊料具备流动性，并将凹槽填充满；

15、s5：降温至焊料熔点以下，使焊料固定并密封封装腔体。

16、优选的，所述步骤s2具体包括：

17、s21：将焊料固定在盖板上，形成盖板半成品；

18、s22：将盖板半成品放置到管壳半成品上，形成封装腔体。

19、优选的，所述步骤s2具体包括：

20、将焊料和盖板逐层堆叠放置在管壳半成品上，形成封装腔体。

21、优选的，所述步骤s2之前还包括：在管壳和/或盖板的焊接面上制作镀层，所述镀层包括阻挡层和浸润层。

22、本发明公开了一种封装结构及气密性封装方法，其具备的有益效果如下：

23、该封装结构，采用管壳和/或盖板上的小凹槽的结构，以及焊料熔融具有流动性的特性，可在设备静态下实现保护气体/真空气密性封装，只需设备提供密封环境和温度、气体氛围，无需运动机构即可实现mems器件的保护气体封装/气密性封装，设备长期使用稳定。

技术特征：

1.一种封装结构，包括盖板(1)、芯片(2)、管壳(3)和焊料(4)，其特征在于：所述芯片(2)设置于管壳(3)的内部，所述盖板(1)盖设于所述管壳(3)上，所述焊料(4)设置于盖板(1)和管壳(3)之间，所述管壳(3)和/或所述盖板(1)的焊接面上设置有凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于：所述管壳(3)和/或所述盖板(1)的焊接面上的凹槽设置有多个。

3.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于：所述管壳(3)和/或所述盖板(1)焊接面上的凹槽沿管壳(3)侧壁的厚度方向延伸设置，且长度不小于管壳(3)侧壁的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于：所述管壳(3)和所述盖板(1)的焊接面上均设置有凹槽，且二者的凹槽相互错开设置。

5.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于：所述管壳(3)和/或所述盖板(1)的焊接面上设置有镀层，所述镀层包括阻挡层和浸润层。

6.根据权利要求5所述的一种封装结构，其特征在于：所述阻挡层的材质为ni，所述浸润层的材质为au。

7.一种封装结构的气密性封装方法，其特征在于：所述气密性封装方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种封装结构的气密性封装方法，其特征在于：所述步骤s2具体包括：

9.根据权利要求7所述的一种封装结构的气密性封装方法，其特征在于：所述步骤s2具体包括：

10.根据权利要求7所述的一种封装结构的气密性封装方法，其特征在于：所述步骤s2之前还包括：在管壳(3)和/或盖板(1)的焊接面上制作镀层，所述镀层包括阻挡层和浸润层。

技术总结本发明公开一种封装结构及气密性封装方法，涉及半导体封装领域。该封装结构包括盖板、芯片、管壳和焊料，所述芯片设置于管壳的内部，所述盖板盖设于所述管壳上，所述焊料设置于盖板和管壳之间，所述管壳和/或所述盖板的焊接面上设置有凹槽。该封装结构采用管壳小凹槽或盖板小凹槽的结构，以及焊料熔融具有流动性的特性，可在设备静态下实现保护气体/真空气密性封装，只需设备提供密封环境和温度、气体氛围，无需运动机构即可实现MEMS器件的保护气体封装/气密性封装，设备长期使用稳定。技术研发人员：黄晟,黄立,周黄鹤,魏禹,万欢,张文华受保护的技术使用者：武汉高芯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/8