集成加速度传感器和磁传感器的封装结构及其封装方法与流程

技术特征：
1.一种集成加速度传感器和磁传感器的封装结构，其特征在于，其包括：第一半导体圆片(1)，其正面设置有加速度传感器的驱动电路(107)、第一金属焊盘(101)和第一空腔(102)；第二半导体圆片(2)，其为所述加速度传感器的传感器结构，其包括位于芯片边缘的固定结构(201)以及位于芯片中间的可移动结构(202)，所述第二半导体圆片(2)与所述第一半导体圆片(1)的正面相键合，所述第二半导体圆片(2)的正面与第一半导体圆片(1)的正面相对，且所述第一半导体圆片(1)的正面与所述第二半导体圆片(2)的可移动结构(202)的相对位置处设置有所述第一空腔(102)；第三半导体圆片(3)，其与所述第二半导体圆片(2)的背面相键合，所述第三半导体圆片(3)的正面与所述第二半导体圆片(2)的背面相对，且所述第三半导体圆片(3)的正面与所述第二半导体圆片(2)的可移动结构(202)的相对位置处设置有第二空腔(301)，其中，所述第一空腔(102)和第二空腔(301)相对以形成腔体a，所述第二半导体圆片(2)的可移动结构(202)悬置于所述腔体a内。2.根据权利要求1所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构，其特征在于，其还包括设置于所述第一半导体圆片(1)背面的磁传感器及其驱动电路(108)、第二金属焊盘(103)。3.根据权利要求2所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构，其特征在于，其还包括：再布线层(104)，其由所述第一金属焊盘(101)引出并再分布到所述第一半导体圆片(1)的背面。4.根据权利要求3所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构，其特征在于，所述第一金属焊盘(101)的引出方式是在所述第一半导体圆片(1)中通过斜坡金属重布线工艺实现的；或所述第一金属焊盘(101)的引出方式是通过在所述第一半导体圆片(1)上打孔并通过孔壁的布线金属引出，是通过通孔工艺实现的。5.根据权利要求4所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构，其特征在于，其还包括：焊球(106)，其设置于所述第一半导体圆片(1)的背面；背胶(4)，其设置于所述第三半导体圆片(3)的背面。6.根据权利要求1所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构，其特征在于，所述第一金属焊盘(101)位于所述第一空腔(102)的外侧，所述加速度传感器的驱动电路(107)与所述第一空腔(102)相对，且所述加速度传感器的驱动电路(107)比所述第一空腔(102)更靠近所述第一半导体圆片(1)的背面；所述第二金属焊盘(103)与所述磁传感器及其驱动电路(108)相对，且所述第二金属焊盘(103)比所述磁传感器及其驱动电路(108)远离所述第一半导体圆片(1)的正面；所述第一半导体圆片(1)和第二半导体圆片(2)通过融熔键合的方式实现键合；与所述第一半导体圆片(1)键合后的第二半导体圆片(2)再与所述半导体圆片(3)通过金属键合的方式进行键合；所述空腔a内为真空。
7.一种集成加速度传感器和磁传感器的封装结构的封装方法，其特征在于，其包括：提供第一半导体圆片(1)，所述第一半导体圆片(1)的正面设置有加速度传感器的驱动电路(107)、第一金属焊盘(101)和第一空腔(102)；提供第二半导体圆片(2)，所述第二半导体圆片(2)为所述加速度传感器的传感器结构，其包括位于芯片边缘的固定结构(201)以及位于芯片中间的可移动结构(202)；提供第三半导体圆片(3)，所述第三半导体圆片(3)的正面设置有第二空腔(301)；将所述第一半导体圆片(1)与所述第二半导体圆片(2)的正面相键合，将第三半导体圆片(3)与所述第二半导体圆片(2)的背面相键合，键合后，所述第二半导体圆片(2)的正面与第一半导体圆片(1)的正面相对，且所述第一半导体圆片(1)的正面的第一空腔(102)与所述第二半导体圆片(2)的可移动结构(202)相对；键合后，所述第三半导体圆片(3)的正面与所述第二半导体圆片(2)的背面相对，且所述第三半导体圆片(3)的正面的第二空腔(301)与所述第二半导体圆片(2)的可移动结构(202)相对，其中，所述第一空腔(102)和第二空腔(301)相对以形成腔体a，所述第二半导体圆片(2)的可移动结构(202)悬置于所述腔体a内。8.根据权利要求7所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构的封装方法，其特征在于，其还包括:在键合后的第一半导体圆片(1)的背面设置磁传感器及其驱动电路(108)、第二金属焊盘(103)；在设置有所述磁传感器及其驱动电路(108)、第二金属焊盘(103)的第一半导体圆片(1)的背面设置再布线层(104)，所述再布线层(104)由所述第一金属焊盘(101)引出并再分布到所述第一半导体圆片(1)的背面。9.根据权利要求8所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构的封装方法，其特征在于，其还包括:在所述第一半导体圆片(1)的背面设置焊球(106)，且所述焊球(106)设置于所述第二金属焊盘(103)和再布线层(104)上；在键合后的所述第三半导体圆片(3)的背面形成背胶层(4)，并切割成单颗芯片形成最终的芯片级(csp)封装体。10.根据权利要求7所述的集成加速度传感器和磁传感器的封装结构的封装方法，其特征在于，所述第一金属焊盘(101)位于所述第一空腔(102)的外侧，所述加速度传感器的驱动电路(107)与所述第一空腔(102)相对，且所述加速度传感器的驱动电路(107)比所述第一空腔(102)更靠近所述第一半导体圆片(1)的背面；所述第二金属焊盘(103)与所述磁传感器及其驱动电路(108)相对，且所述第二金属焊盘(103)比所述磁传感器及其驱动电路(108)远离所述第一半导体圆片(1)的正面；所述第一半导体圆片(1)和第二半导体圆片(2)通过融熔键合的方式实现键合；与所述第一半导体圆片(1)键合后的第二半导体圆片(2)再与所述半导体圆片(3)通过金属键合的方式进行键合；所述空腔a内为真空。

技术总结
本发明提供一种集成加速度传感器和磁传感器的封装结构及其封装方法，所述封装结构包括：第一半导体圆片，其正面设置有加速度传感器的驱动电路、第一金属焊盘和第一空腔；第二半导体圆片，其包括位于芯片边缘的固定结构以及位于芯片中间的可移动结构，第二半导体圆片与第一半导体圆片的正面相键合，且第一半导体圆片的正面与第二半导体圆片的可移动结构的相对位置处设置有第一空腔；第三半导体圆片，其与第二半导体圆片的背面相键合，且第三半导体圆片的正面与第二半导体圆片的可移动结构的相对位置处设置有第二空腔。与现有技术相比，本发明通过将加速度传感器和磁传感器集成到一个封装体内部，从而使产品的集成度更高，加工成本更低。加工成本更低。加工成本更低。


技术研发人员：郭亚 刘尧清 刘海东 蒋乐跃
受保护的技术使用者：美新半导体（无锡）有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/2/6