一种新型框架MEMS芯片封装方法及其产品与流程

一种新型框架mems芯片封装方法及其产品
技术领域
1.本发明属于芯片封装技术领域，具体涉及一种新型框架mems芯片封装方法及其产品。


背景技术：

2.随着5g时代的来临，半导体芯片封装市场需求量不断增加，产品市场成本竞争力较大，促使mems产品从基板封装转换为框架的封装来降低产品成本。鉴于mems芯片的特性，mems芯片工作时芯片直接与外界感应，中间不能有任何物体干扰，所以mems产品设计时，要在塑封体上设计一个“洞穴”来实现mems芯片与外界的信号传递，塑封体上的“洞穴”设计和加工成为技术人员的挑战。在此情况下，为满足产品性能和产品尺寸的需求，需要研发一种新技术来满足框架mems产品结构的设计和制造要求。
3.现有的mems产品是通过在塑封模具上设计定位针来实现mems芯片与外界传输及感应功能，由于塑封模具上增加定位针，模具制造成本高，制造难度大，同时产品加工中，定位针容易损坏且不易维修，导致产品成本也较高，且遇到模具损坏后，产品无法加工。因此，亟需开发一种活性材料来替代塑封模具上的定位针，这将降低模具设计和制造难度，降低产品成本及加工周期。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型框架mems芯片封装方法及其产品。
5.为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
6.一种新型框架mems芯片封装方法，包括以下步骤：
7.1)将mems芯片和控制芯片安装于基材框架上，所述mems芯片的感应区域朝上放置；
8.2)将mems芯片和控制芯片与基材框架之间以及mems芯片和控制芯片之间进行电性连接；
9.3)对mems芯片的感应区域进行遮盖保护处理；
10.4)将步骤3)所得产品塑封；
11.5)清除mems芯片的感应区域的遮盖物，露出感应区域，mems芯片上的信号通过感应区域向外界传输。
12.进一步的，步骤1)中，所述mems芯片和控制芯片分别通过第一连接件和第二连接件与基材框架形成连接。
13.进一步的，所述第一连接件和第二连接件分别为导电胶或daf膜中的任一种。
14.进一步的，步骤2)中，通过键合的方式将mems芯片和控制芯片上的信号pad分别通过wb打线与基材框架形成电性连接，所述mems芯片和控制芯片之间通过wb打线实现电性连接。
15.进一步的，步骤3)中，对mems芯片的感应区域进行遮盖保护处理的步骤包括：
16.在mems芯片的感应区域上设置相适配的活性金属，将mems芯片上的感应区域保护起来。
17.进一步的，所述活性金属通过daf膜粘接于mems芯片的感应区域。
18.进一步的，所述活性金属呈圆柱状结构。
19.进一步的，步骤5)中，通过激光的方式或化学腐蚀的方式将mems芯片感应区域的daf膜和活性金属去掉，从而在塑封形成的塑封体上形成一个洞穴，露出感应区域，所述mems芯片上的信号通过所述洞穴向外界传输。
20.本发明还公开了一种新型框架mems芯片封装结构，采用新型框架mems芯片封装方法制备得到，所述结构包括塑封体以及包裹于其内的基材框架、mems芯片和控制芯片，所述基材框架上平行设置有mems芯片和控制芯片，所述mems芯片的感应区域朝上放置并裸露，所述mems芯片和控制芯片与基材框架之间以及mems芯片和控制芯片之间电性相连。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
22.本发明公开了一种新型框架mems芯片封装方法及其产品，该方法包括以下步骤：1)将mems芯片和控制芯片安装于基材框架上，mems芯片的感应区域朝上放置；2)将mems芯片和控制芯片与基材框架之间以及mems芯片和控制芯片之间进行电性连接；3)对mems芯片的感应区域进行遮盖保护处理；4)将步骤3)所得产品塑封；5)清除mems芯片的感应区域的遮盖物，露出感应区域，mems芯片上的信号通过感应区域向外界传输。本发明中，采用活性金属来替代塑封模具上的定位针，解决了框架mems产品塑封模具制造难度大的技术问题，通过清除活性金属可在塑封体上形成洞穴，实现mems芯片与外界信号传输，工艺流程简单、可行，成本低廉，应用前景广阔。
附图说明
23.图1为本发明的一种新型框架mems芯片封装方法的步骤1)的结构示意图；
24.图2为本发明的一种新型框架mems芯片封装方法的步骤2)的结构示意图；
25.图3为本发明的一种新型框架mems芯片封装方法的步骤3)的结构示意图；
26.图4为本发明的一种新型框架mems芯片封装方法的步骤4)的结构示意图；
27.图5为本发明的一种新型框架mems芯片封装方法的步骤5)的结构示意图；
28.图6为本发明实施例1的流程图；
29.其中：1.基材框架；2.第一连接件；3.mems芯片；4.第二连接件；5.控制芯片；6.wb打线；7.daf膜；8.活性金属；9.塑封体。
具体实施方式
30.下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
31.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
32.一方面，本发明公开了一种新型框架mems芯片封装方法，如图1-6所示，该方法具体包括以下步骤：
33.1)将mems芯片3和控制芯片5分别通过第一连接件2和第二连接件4与基材框架1形成连接，如图1所示，其中，第一连接件2为导电胶或daf膜，第二连接件4为导电胶或daf膜，确保导电胶、daf膜不能溢出或翻到mems芯片3和控制芯片5的正面，否则产品电性将失效；
34.2)通过键合的方式将mems芯片3和控制芯片5上的信号pad分别通过wb打线6与基材框架1形成电性连接，mems芯片3和控制芯片5之间同样也通过wb打线6实现电性连接，完成mems芯片3和控制芯片5与基材框架1之间以及mems芯片3和控制芯片5之间的电性连接，如图2所示；
35.3)通过采用daf膜7的粘接作用给mems芯片3的感应区域上粘接一块圆柱状的活性金属8，活性金属8为铜、铝等，将mems芯片3上的感应区域保护起来，如图3所示；
36.4)将步骤3)所得产品塑封，步骤3)所得产品外部形成塑封体9，如图4所示；
37.5)塑封后通过激光或化学腐蚀等方式将daf膜7和活性金属8清除，从而在塑封体9上形成一个圆柱状的洞穴，mems芯片3的感应区域裸露出来，如图5所示，mems芯片3上的信号通过该洞穴向外界传输，可将产品通过切割的方式切成单只供客户使用。
38.步骤5)中，采用化学腐蚀的方式时，于35
±
2℃温度下，采用蚀刻药水进行化学腐蚀一段时间后即可清除daf膜7和活性金属8。
39.另一方面，本发明还公开了一种新型框架mems芯片封装结构，采用如上所述的一种新型框架mems芯片封装方法制备得到，该结构包括塑封体9以及包裹于其内的基材框架1、mems芯片3和控制芯片5，基材框架上平行设置有mems芯片3和控制芯片5，mems芯片3的感应区域朝上放置并裸露，mems芯片3和控制芯片5与基材框架1之间以及mems芯片3和控制芯片5之间电性相连。
40.实施例1
41.如图1-6所示，一种新型框架mems芯片封装方法，包括以下步骤：
42.1)将mems芯片3和控制芯片5分别通过第一连接件2和第二连接件4与基材框架1形成连接，如图1所示，其中，第一连接件2为导电胶或daf膜，第二连接件4为导电胶或daf膜，确保导电胶、daf膜不能溢出或翻到mems芯片3和控制芯片5的正面，否则产品电性将失效；
43.2)通过键合的方式将mems芯片3和控制芯片5上的信号pad分别通过wb打线6与基材框架1形成电性连接，mems芯片3和控制芯片5之间同样也通过wb打线6实现电性连接，完成mems芯片3和控制芯片5与基材框架1之间以及mems芯片3和控制芯片5之间的电性连接，如图2所示；
44.3)通过采用daf膜7的粘接作用给mems芯片3的感应区域上粘接一块圆柱状的活性金属8，活性金属8为铜或铝，将mems芯片3上的感应区域保护起来，如图3所示；
45.4)将步骤3)所得产品塑封，步骤3)所得产品外部形成塑封体9，如图4所示；
46.5)塑封后通过激光的方式将daf膜7和活性金属8清除，优选的，先通过激光的方式清除活性金属8，再通过激光的方式清除daf膜7，从而在塑封体9上形成一个圆柱状的洞穴，mems芯片3的感应区域裸露，如图5所示，mems芯片3上的信号通过该洞穴向外界传输，可将产品通过切割的方式切成单只供客户使用。
47.步骤5)中，采用波长330～380nm的紫外光将daf膜7和活性金属8清除，激光频率为
5～12hz，单脉冲能量为5～10hz。
48.需要说明的是，本实施例中，步骤1)至步骤5)涉及的工艺参数可通过有限次试验调整得到最优，对此本实施例不做具体限定。
49.另一方面，本发明还公开了一种新型框架mems芯片封装结构，采用如上所述的一种新型框架mems芯片封装方法制备得到，该结构包括塑封体9以及包裹于其内的基材框架1、mems芯片3和控制芯片5，基材框架上平行设置有mems芯片3和控制芯片5，mems芯片3的感应区域朝上放置并裸露，mems芯片3和控制芯片5与基材框架1之间以及mems芯片3和控制芯片5之间电性相连。
50.实施例2
51.如图1-5所示，一种新型框架mems芯片封装方法，包括以下步骤：
52.1)将mems芯片3和控制芯片5分别通过第一连接件2和第二连接件4与基材框架1形成连接，如图1所示，其中，第一连接件2为导电胶或daf膜，第二连接件4为导电胶或daf膜，确保导电胶、daf膜不能溢出或翻到mems芯片3和控制芯片5的正面，否则产品电性将失效；
53.2)通过键合的方式将mems芯片3和控制芯片5上的信号pad分别通过wb打线6与基材框架1形成电性连接，mems芯片3和控制芯片5之间同样也通过wb打线6实现电性连接，完成mems芯片3和控制芯片5与基材框架1之间以及mems芯片3和控制芯片5之间的电性连接，如图2所示；
54.3)通过采用daf膜7的粘接作用给mems芯片3的感应区域上粘接一块圆柱状的活性金属8，活性金属8为铜、铝等，将mems芯片3上的感应区域保护起来，如图3所示；
55.4)将步骤3)所得产品塑封，步骤3)所得产品外部形成塑封体9，如图4所示；
56.5)塑封后通过化学腐蚀的方式将daf膜7和活性金属8清除，优选的，先通过化学腐蚀的方式清除活性金属8，再通过化学腐蚀的方式清除daf膜7，从而在塑封体9上形成一个圆柱状的洞穴，如图5所示，mems芯片3上的信号通过该洞穴向外界传输，可将产品通过切割的方式切成单只供客户使用。
57.步骤5)中，于35
±
2℃温度下，采用蚀刻药水进行化学腐蚀120s。其中，蚀刻药水由浓度25％的d32xx的药水、浓度10％的h2o2、浓度65％的di水复配而成。
58.需要说明的是，本实施例中，步骤1)至步骤5)涉及的工艺参数可通过有限次试验调整得到最优，对此本实施例不做具体限定。
59.另一方面，本发明还公开了一种新型框架mems芯片封装结构，采用如上所述的一种新型框架mems芯片封装方法制备得到，该结构包括塑封体9以及包裹于其内的基材框架1、mems芯片3和控制芯片5，基材框架上平行设置有mems芯片3和控制芯片5，mems芯片3的感应区域朝上放置并裸露，mems芯片3和控制芯片5与基材框架1之间以及mems芯片3和控制芯片5之间电性相连。
60.余同实施例1。
61.本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。
62.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。