一种复合式MEMS传感器及芯片级封装方法与流程

技术特征：
1.一种复合型mems传感器，其特征在于，所述复合型mems传感器包括由下而上依次键合的三层结构：硅基板层、互联层和芯片层；所述硅基板层包括硅基板，所述硅基板设有金属线，用于所述芯片层上各芯片之间的电气连接；所述互联层设有通孔，所述通孔内贯穿有金属柱，用于实现所述芯片层与所述硅基板层的电气连接；所述芯片层包括多个mems传感器芯片和asic芯片。2.根据权利要求1所述的复合型mems传感器，其特征在于，所述互联层的材料为玻璃，所述互联层的通孔位置与所述mems传感器芯片、所述asic芯片的位置对应。3.根据权利要求1所述的复合型mems传感器，其特征在于，所述硅基板的材料为单抛硅片。4.根据权利要求1所述的复合型mems传感器，其特征在于，所述芯片层包括：mems压力传感器芯片和/或mems加速度传感器芯片和/或mems温度传感器芯片，以及asic芯片。5.根据权利要求4所述的复合型mems传感器，其特征在于，所述mems压力传感器芯片和/或mems加速度传感器芯片位置的下方对应的互联层上表面设有凹槽，用于提供形变空间。6.一种复合型mems传感器的封装方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：制备硅基板；步骤11：以硅片为基底，在硅片上制备金属层；步骤12：对金属层进行刻蚀，形成金属线和输入输出金属端口；步骤二：制备互联层；步骤21：采用玻璃材料，在玻璃上制备上下贯穿的通孔；步骤22：电镀金属，填充所述通孔的内部空间和所述互联层的表面；步骤23：抛光所述互联层的表面，去除互联层表面的金属，使金属仅保留在通孔内，形成金属柱；步骤三：利用阳极键合的方法连接芯片层、所述互联层和所述硅基板，所述芯片层包括多个mems传感器芯片和asic芯片，所述mems传感器芯片、asic芯片与所述互联层的通孔位置对应，实现所述芯片层与所述硅基板的电气连接。7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述步骤二中制备互联层还包括：刻蚀所述互联层与传感器芯片连接的一面，与所述传感器芯片位置对应的部分形成凹槽，用于给所述传感器芯片提供形变空间。8.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述步骤11中制备金属层的方法为物理气相沉积pvd法或溅射薄膜法。9.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述步骤23中采用的抛光方法为化学机械抛光cmp方法。10.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述步骤三中的传感器芯片包括：mems压力传感器和/或mems加速度传感器和/或mems温度传感器。

技术总结
本发明公开了一种复合式MEMS传感器及芯片级封装方法，属于敏感元件与传感器领域。所述复合型MEMS传感器包括由下而上依次键合的：硅基板层、互联层、芯片层。本发明的传感器和封装方法，通过互联层设计，将芯片间的电气连接线埋置在互联层内，不仅克服了引线容易彼此接触的问题，且更加适用于多芯片封装的复杂布线场景，提高了复合型MEMS传感器的可靠性。此外，本发明可以对复合型MEMS传感器进行模块化设计与加工，提升芯片的整体良率，同时可以有效降低复合型传感器的生产成本。降低复合型传感器的生产成本。降低复合型传感器的生产成本。


技术研发人员：毕勤 刘晓宇
受保护的技术使用者：无锡胜脉电子有限公司
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/7/1