微機電系統器件的方形扁平無引腳封裝結構及方法
2023-05-16 06:21:21 1
專利名稱：微機電系統器件的方形扁平無引腳封裝結構及方法
技術領域：
本發明涉及微機電系統技術領域，尤其涉及微機電系統器件的方形扁平無引腳封裝結構及方法。
背景技術：
MEMS (Micro Electro Mechanical systems，微機電系統)技術是建立在微米 / 納米技術(micro/nanotechnology)基礎上的21世紀前沿技術，是指對微米/納米材料進行設計、加工、製造、測量和控制的技術。它可將機械構件、光學系統、驅動部件、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。微機電系統不僅能夠採集、處理與發送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據外部的指令採取行動。它採用微電子技術和微加工技術相結合的製造工藝，製造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器和微系統，相對於傳統的機械，它們的尺寸更小，厚度更薄，系統的自動化、智能化和可靠性水平更高。MEMS器件的應用領域相當廣闊，市場需求強勁，正成為業界爭相研發的熱點。MEMS產品中，由於各類產品的使用範圍和應用環境的差異，其封裝也沒有一個統一的形式，應根據具體的使用情況選擇適當的封裝，同時，在MEMS產品的製造過程中，封裝只能單個進行而不能大批量同時生產，因此封裝在MEMS產品總費用中佔據70% -80%，封裝技術已成為MEMS生產中的瓶頸。目前的MEMS封裝技術大都是由集成電路封裝技術發展演變而來，但是由於其應用環境的複雜性，使其與集成電路封裝相比又有很大的特殊性，不能簡單將集成電路封裝直接去封裝MEMS器件。如何實現MEMS器件的低成本、小尺寸、高可靠性封裝，並逐漸使之形成一套標準的工藝，成為業界內研發MEMS封裝技術的熱點。近年來，MEMS封裝技術取得了很大進展，出現了眾多的MEMS封裝技術，大多數研究都集中在特殊應用的不同封裝工藝，儘管要區分出不同封裝方法之間的細微差別十分困難，但通常可將其分為3個基本的封裝層次(1)晶片級封裝；(2)圓片級封裝；(3)系統級封裝。QFN(Quad Flat Non-leaded lockage，方形扁平無引腳封裝)是近年來半導體封裝中較先進的封裝工藝，屬於晶片級封裝技術的一種，它以塑料作為密封材料，封裝的產品呈方形，引腳亦呈方形分列排布於基體底部四周，基體中心有金屬散熱區。封裝後的產品尺寸小、電路徑短、電性能佳、散熱性好、可靠性高，適用於對性能和體積有嚴格要求的手機、通迅、數碼、汽車電子等高端精密電子產品領域，其主要工藝有晶圓背部研磨一晶圓切割成單顆晶片一晶片與基板粘合一引線鍵合一塑封一印字一切割(晶片與晶片彼此分離)一抓取(晶片從基板上分離)一測試一包裝出貨。典型的封裝結構如圖1和圖2所示。基板主要包括引腳1和金屬焊晶區3。集成電路裸晶片5通過粘合膠7粘合到基板的金屬焊晶區 3上。基板上的引腳1與集成電路裸晶片5上的微型焊盤9通過引線11鍵合連接，完成電氣互連。再通過塑封料13將整個基體包封起來。通常MEMS器件要實現特定的功能需要藉助ASIC (Application Specific Intergrated Circuits，專用集成電路)晶片，而由於製造MEMS器件的工藝與製造ASIC的工藝差別較大，無法在CMOS (Complementary Metal Oxide kmiconductor，互補金屬氧化物半導體)晶圓製造過程中同時製造完成。
發明內容
本發明實施例提供一種微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN結構，用以提供一具有ASIC晶片的MEMS器件，以具備產品尺寸小、製造工藝簡單、性能優越、散熱性佳的優點，包括基板；粘貼於所述基板上的專用集成電路ASIC晶片；粘貼於所述ASIC晶片上的MEMS晶片；包封所述基板、ASIC晶片、MEMS晶片並裸露所述基板上引腳的塑封料；所述ASIC晶片上的微型焊盤通過引線與所述基板上的引腳連接；所述MEMS晶片上的微型焊盤通過引線與所述ASIC晶片上的微型焊盤連接；所述ASIC晶片上，與所述 MEMS晶片上微型焊盤連接的微型焊盤不同於與所述基板上引腳連接的微型焊盤。一個實施例中，所述ASIC晶片通過粘合劑粘貼於所述基板上；所述MEMS晶片通過粘合劑粘貼於所述ASIC晶片上的粘晶區。一個實施例中，所述基板上設金屬焊晶區，所述ASIC晶片通過粘合劑粘貼於所述基板上的金屬焊晶區。一個實施例中，所述粘合劑為非導電高導熱性材料。一個實施例中，所述粘合劑為環氧樹脂材料。一個實施例中，所述MEMS晶片具有上蓋板和下底板，所述下底板具有裸露所述 MEMS晶片上微型焊盤的正面。一個實施例中，所述下底板正面的一邊或兩邊設凹槽，所述MEMS晶片上的微型焊盤分布排列於所述凹槽內。一個實施例中，所述基板為引線框架或印刷電路板。一個實施例中，所述引線為金線、銅線或銀線。本發明實施例還提供一種微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN方法， 用以提供一具有ASIC晶片的MEMS器件，以具備產品尺寸小、製造工藝簡單、性能優越、散熱性佳的優點，包括提供一基板條，所述基板條上具有陣列排布的多個相同結構的基板；將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄；所述MEMS晶圓上設陣列排布的多個相同結構的MEMS晶片；所述ASIC晶圓上設陣列排布的多個相同結構的ASIC晶片，所述ASIC晶圓的背面與所述ASIC晶圓設有微型焊盤的正面相對；將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片；將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，獲得粘貼好的基體後進行加熱固化；通過引線將MEMS晶片上的微型焊盤與ASIC晶片上的微型焊盤連接，將ASIC晶片上的微型焊盤與基板上的引腳連接；其中ASIC晶片上，與MEMS晶片上微型焊盤連接的微型焊盤不同於與基板上引腳連接的微型焊盤；用塑封料包封基體並裸露基板上的引腳；
將包封后的基板條切割成彼此分離的單顆封裝體。一個實施例中，所述將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄之後，先將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶圓下底板的背面和ASIC晶圓的背面，再將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片；其中所述下底板的背面與所述下底板設有微型焊盤的正面相對；所述將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，包括將所述基板條預熱，將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區。一個實施例中，所述將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄之後，先將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶圓下底板的背面和ASIC晶圓的背面，再將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片；其中所述下底板的背面與所述下底板設有微型焊盤的正面相對；所述將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，包括在所述基板條的背面貼上膠帶，所述基板條的背面與所述基板條上引腳連接ASIC 晶片上微型焊盤的正面相對；將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板中間的中空區域，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區；所述用塑封料包封基體並裸露基板上的引腳之後，先將基板條的背面的膠帶去除，再將包封后的基板條切割成彼此分離的單顆封裝體。一個實施例中，所述將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片之後，先將所述基板條上的基板分別點膠；所述將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，包括將ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區；在ASIC晶片上的粘晶區點膠，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區；或，將粘合劑印刷至MEMS晶片下底板的背面，所述下底板的背面與所述下底板設有微型焊盤的正面相對，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區。一個實施例中，所述下底板正面的一邊或兩邊設凹槽，所述MEMS晶片上的微型焊盤分布排列於所述凹槽內。一個實施例中，將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，包括採用兩刀切工藝將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，其中第一刀為寬刀，第二刀為窄刀。一個實施例中，所述第一刀的切進深度為與所述凹槽的深度相同，所述第二刀為切穿整個MEMS晶圓；或者，所述第一刀的切進深度大於所述凹槽的深度且小於整個MEMS晶圓的深度，所述第二刀為切穿整個MEMS晶圓。一個實施例中，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片，包括採用一刀切工藝將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片；或，採用兩刀切工藝將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片，其中第一刀為寬刀，第二刀為窄刀。本發明實施例的微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN結構及方法，採用堆疊的方式，將ASIC晶片與MEMS晶片封裝為具有ASIC晶片的MEMS器件，具有產品尺寸小、製造工藝簡單、性能優越、散熱性佳的優點，並可利用現有QFN生產製造工藝，為MEMS器件的封裝提供另一種選擇。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1、圖2為現有技術中QFN封裝結構的示意圖；圖3為本發明實施例中將MEMS晶圓減薄的示意圖；圖4為本發明實施例中將ASIC晶圓減薄的示意圖；圖5為本發明實施例中將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶片下底板的背面的示意圖；圖6為本發明實施例中將粘合劑印刷至減薄後的ASIC晶片的背面的示意圖；圖7為本發明實施例中切割MEMS晶圓的示意圖；圖7-1、圖7-2為本發明實施例中MEMS晶圓切割時第一刀的切進深度示意圖；圖7-3、圖7-4為本發明實施例中MEMS晶圓切割時第二刀的切進深度示意圖；圖7-5為本發明實施例中MEMS晶圓切割時的俯視示意圖；圖8為本發明實施例中切割ASIC晶圓的示意圖；圖9為本發明實施例中粘貼好的基體的一具體實例的示意圖；圖10為本發明實施例中引線連接好的基體的一具體實例的示意圖；圖11、圖12為本發明實施例中MEMS器件的OFN結構的一具體實施例的示意圖；圖13、圖14為本發明實施例中MEMS器件的OFN結構的另一具體實施例的示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本發明實施例做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。圖11和圖12為本發明實施例中MEMS器件的OFN結構的一具體實施例的示意圖。 圖13和圖14為本發明實施例中MEMS器件的OFN結構的另一具體實施例的示意圖。參考圖11至圖14，本發明實施例中MEMS器件的OFN結構可以包括基板；粘貼於基板上的ASIC晶片20 ；粘貼於ASIC晶片20上的MEMS晶片10 ；包封基板、ASIC晶片20、MEMS晶片10並裸露基板上引腳18的塑封料28 ；ASIC晶片20上的微型焊盤16通過引線沈與基板上的引腳18連接；MEMS晶片10 上的微型焊盤14通過引線M與ASIC晶片20上的微型焊盤16連接；其中，ASIC晶片20 上，與MEMS晶片10上微型焊盤14連接的微型焊盤不同於與基板上引腳18連接的微型焊
ο具體實施時，基板設有分布在周圍或一邊、或兩邊、或四邊的若干引腳18，若干引腳18通過互連體彼此相連。基板設有正面和背面，基板上引腳18與ASIC晶片20上微型焊盤16連接的一面為正面，相對的面為背面。ASIC晶片20上設有微型焊盤16的一面為正面，與之相對的一面為背面。ASIC晶片20正面的周圍可設若干微型焊盤16，ASIC晶片20 的正面還設有用於粘貼MEMS晶片10的粘晶區。MEMS晶片10具有上蓋板和下底板，下底板上設有微型焊盤14的一面為正面，與之相對的一面為背面。MEMS晶片10下底板的正面可裸露若干微型焊盤14，一個實施例中，MEMS晶片10下底板的正面的一邊或兩邊可設凹槽 30，例如為長條形的凹槽，MEMS晶片10上的微型焊盤14分布排列於凹槽內30，這樣在進行 MEMS晶片10減薄處理時不會破壞MEMS晶片上的電路層結構。具體實施時，ASIC晶片20可通過粘合劑12粘貼於基板上；MEMS晶片10可通過粘合劑12粘貼於ASIC晶片20上的粘晶區。如圖11和圖12所示，一個實施例中，基板上可設金屬焊晶區22，ASIC晶片20通過粘合劑12粘貼於基板上的金屬焊晶區22。圖13和圖 14所示的基板上沒有金屬焊晶區22。具體實施時，粘合劑12可以是非導電高導熱性材料，例如可以是環氧樹脂材料。 基板可以是引線框架(Lead frame)，還可以是PCB (Printed Circuit Board，印刷電路板)。 引線24 J6可以是金線、銅線或銀線。 本發明實施例還提供一種MEMS器件的OFN方法，其處理流程可以包括步驟1、提供一基板條，所述基板條上具有陣列排布的多個相同結構的基板；步驟2、將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄；所述 MEMS晶圓上設陣列排布的多個相同結構的MEMS晶片；所述ASIC晶圓上設陣列排布的多個相同結構的ASIC晶片，所述ASIC晶圓的背面與所述ASIC晶圓設有微型焊盤的正面相對； ASIC晶圓的正面、背面與ASIC晶片的正面、背面相一致；圖3為將MEMS晶圓減薄的示意圖， 圖3中將MEMS晶片10的上蓋板和下底板分別減薄至目標厚度；圖4為將ASIC晶圓減薄的示意圖，圖4中將ASIC晶片20的背面減薄；步驟3、將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC 晶片；圖7為切割MEMS晶圓的示意圖；圖7-5為MEMS晶圓切割時的俯視示意圖；圖8為切割ASIC晶圓的示意圖；步驟4、將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，獲得粘貼好的基體後進行加熱固化；圖9為粘貼好的基體的一具體實例的示意圖；步驟5、通過引線將MEMS晶片上的微型焊盤與ASIC晶片上的微型焊盤連接，將 ASIC晶片上的微型焊盤與基板上的引腳連接；其中ASIC晶片上，與MEMS晶片上微型焊盤連接的微型焊盤不同於與基板上引腳連接的微型焊盤；圖10為引線連接好的基體的一具體實例的示意圖；步驟6、用塑封料包封基體並裸露基板上的引腳；步驟7、將包封后的基板條切割成彼此分離的單顆封裝體。具體實施時，基板條上的每個基板設有正面和背面，基板上引腳與ASIC晶片上微型焊盤連接的一面為正面，相對的面為背面。基板條的正面、背面與基板的正面、背面相一致。基板條可以是引線框架條，也可為印刷電路板。具體實施時，將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上有多種實施方式。
一個實施例中，可以在將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄之後，先將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶圓下底板的背面和ASIC晶圓的背面，再將 MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片；其中MEMS晶圓下底板的背面與MEMS晶圓下底板設有微型焊盤的正面相對；MEMS晶圓下底板的正面、背面與MEMS 晶片下底板的正面、背面相一致。如圖5所示，將粘合劑12印刷至減薄後的MEMS晶片10 下底板的背面；如圖6所示，將粘合劑12印刷至減薄後的ASIC晶片20的背面。實施時，可以利用印刷機將粘合劑印刷至減薄後的整片晶圓上，MEMS晶圓印刷下底板的背面，ASIC晶圓印刷背面。其中粘合劑可以是非導電高導熱性材料，如環氧樹脂材料。該實施例中，將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，可以包括將基板條預熱，將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區。實施時可利用粘合機將基板條預熱，將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區。圖9為該實施例中粘貼好的基體的示意圖。 圖10為該實施例中粘貼好的基體進行引線連接後的示意圖。另一實施例中，同圖5、圖6所示，可以在將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄， 將ASIC晶圓的背面減薄之後，先將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶圓下底板的背面和ASIC 晶圓的背面，再將MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片。該實施例中，基板上沒有金屬焊金區，需引入貼膠帶工藝和去膠帶工藝，即將 ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，可以包括在基板條的背面貼上膠帶；將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板中間的中空區域，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區。在用塑封料包封基體並裸露基板上的引腳之後，先將基板條的背面的膠帶去除，例如可用去膠帶機將基板條的背面的膠帶去除，再將包封后的基板條切割成彼此分離的單顆封裝體。晶片粘貼方式除採用上述晶圓刷膠的方式外，另一實施例中，還可採用點膠的方式，即可以在將MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片之後， 先將基板條上的基板分別點膠；該實施例中，將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，可以包括將ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區；在ASIC晶片上的粘晶區點膠，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區；或，MEMS 晶片也可採用刷膠的方式，即將粘合劑印刷至MEMS晶片下底板的背面，將附有粘合劑的 MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區；其中MEMS晶片下底板的背面與MEMS晶片下底板設有微型焊盤的正面相對；MEMS晶圓下底板的正面、背面與MEMS晶片下底板的正面、背面
相一致。具體實施時，MEMS晶片下底板正面的一邊或兩邊可設凹槽，MEMS晶片上的微型焊盤分布排列於凹槽內。如圖3、4所示，將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄至目標厚度時，由於微型焊盤位於凹槽內，減薄時不會破壞晶圓的電路層結構。具體實施時，由於MEMS晶圓被密封於下底板與上蓋板之間，本身結構敏感脆弱， 進行晶圓切割時極易造成破裂，因此，在將MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片時，可採用兩刀切工藝，第一刀為寬刀，第二刀為窄刀。其中，第一刀的切進深度可以是與凹槽的深度相同， 即切進晶圓深度為切至凹槽底部，如圖7-1所示；第一刀的切進深度也可以大於凹槽的深度且小於整個MEMS晶圓的深度，即切進凹槽底部一部分，如圖7-2所示；第二刀為切穿整個 MEMS晶圓，若MEMS晶圓下底板的背面附有粘合劑，即第二刀應切穿印刷的膠層，如圖7-3、 7-4所示。具體實施時，將ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片時可以採用一刀切工藝，也可以採用兩刀切工藝。如用兩刀切工藝則第一刀為寬刀，第二刀為窄刀。具體實施時，可利用引線鍵合機將MEMS晶片上的微型焊盤與ASIC晶片上的微型焊盤連接，將ASIC晶片上的微型焊盤與基板上的引腳連接，引線可為金線、銅線或銀線。綜上所述，本發明實施例的微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN結構及方法，採用堆疊的方式，將ASIC晶片與MEMS晶片封裝為具有ASIC晶片的MEMS器件，具有產品尺寸小、製造工藝簡單、性能優越、散熱性佳的優點，並可利用現有QFN生產製造工藝， 為MEMS器件的封裝提供另一種選擇。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN結構，其特徵在於，包括 基板；粘貼於所述基板上的專用集成電路ASIC晶片； 粘貼於所述ASIC晶片上的MEMS晶片；包封所述基板、ASIC晶片、MEMS晶片並裸露所述基板上引腳的塑封料； 所述ASIC晶片上的微型焊盤通過引線與所述基板上的引腳連接；所述MEMS晶片上的微型焊盤通過引線與所述ASIC晶片上的微型焊盤連接；所述ASIC晶片上，與所述MEMS晶片上微型焊盤連接的微型焊盤不同於與所述基板上引腳連接的微型焊盤。
2.如權利要求1所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述ASIC晶片通過粘合劑粘貼於所述基板上；所述MEMS晶片通過粘合劑粘貼於所述ASIC晶片上的粘晶區。
3.如權利要求2所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述基板上設金屬焊晶區， 所述ASIC晶片通過粘合劑粘貼於所述基板上的金屬焊晶區。
4.如權利要求2或3所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述粘合劑為非導電高導熱性材料。
5.如權利要求4所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述粘合劑為環氧樹脂材料。
6.如權利要求1所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述MEMS晶片具有上蓋板和下底板，所述下底板具有裸露所述MEMS晶片上微型焊盤的正面。
7.如權利要求6所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述下底板正面的一邊或兩邊設凹槽，所述MEMS晶片上的微型焊盤分布排列於所述凹槽內。
8.如權利要求1所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述基板為引線框架或印刷電路板。
9.如權利要求1所述的MEMS器件的OFN結構，其特徵在於，所述引線為金線、銅線或銀線。
10.一種微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN方法，其特徵在於，包括 提供一基板條，所述基板條上具有陣列排布的多個相同結構的基板；將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄；所述MEMS晶圓上設陣列排布的多個相同結構的MEMS晶片；所述ASIC晶圓上設陣列排布的多個相同結構的 ASIC晶片，所述ASIC晶圓的背面與所述ASIC晶圓設有微型焊盤的正面相對；將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片； 將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，獲得粘貼好的基體後進行加熱固化；通過引線將MEMS晶片上的微型焊盤與ASIC晶片上的微型焊盤連接，將ASIC晶片上的微型焊盤與基板上的引腳連接；其中ASIC晶片上，與MEMS晶片上微型焊盤連接的微型焊盤不同於與基板上引腳連接的微型焊盤；用塑封料包封基體並裸露基板上的引腳； 將包封后的基板條切割成彼此分離的單顆封裝體。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄之後，先將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶圓下底板的背面和ASIC晶圓的背面，再將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個 ASIC晶片；其中所述下底板的背面與所述下底板設有微型焊盤的正面相對；所述將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，包括將所述基板條預熱，將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區。
12.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述將MEMS晶圓的上蓋板和下底板分別減薄，將ASIC晶圓的背面減薄之後，先將粘合劑印刷至減薄後的MEMS晶圓下底板的背面和 ASIC晶圓的背面，再將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個 ASIC晶片；其中所述下底板的背面與所述下底板設有微型焊盤的正面相對；所述將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，包括在所述基板條的背面貼上膠帶，所述基板條的背面與所述基板條上引腳連接ASIC晶片上微型焊盤的正面相對；將附有粘合劑的ASIC晶片粘貼至基板中間的中空區域，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區；所述用塑封料包封基體並裸露基板上的引腳之後，先將基板條的背面的膠帶去除，再將包封后的基板條切割成彼此分離的單顆封裝體。
13.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片之後，先將所述基板條上的基板分別點膠；所述將ASIC晶片粘貼至基板上，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上，包括將ASIC晶片粘貼至基板上的金屬焊晶區；在ASIC晶片上的粘晶區點膠，將MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區；或，將粘合劑印刷至MEMS晶片下底板的背面，所述下底板的背面與所述下底板設有微型焊盤的正面相對，將附有粘合劑的MEMS晶片粘貼至ASIC晶片上的粘晶區。
14.如權利要求11、12或13所述的方法，其特徵在於，所述下底板正面的一邊或兩邊設凹槽，所述MEMS晶片上的微型焊盤分布排列於所述凹槽內。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片， 包括採用兩刀切工藝將所述MEMS晶圓切割成多個MEMS晶片，其中第一刀為寬刀，第二刀為窄刀。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，所述第一刀的切進深度為與所述凹槽的深度相同，所述第二刀為切穿整個MEMS晶圓；或者，所述第一刀的切進深度大於所述凹槽的深度且小於整個MEMS晶圓的深度，所述第二刀為切穿整個MEMS晶圓。
17.如權利要求11、12或13所述的方法，其特徵在於，將所述ASIC晶圓切割成多個 ASIC晶片，包括採用一刀切工藝將所述ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片；或，採用兩刀切工藝將所述 ASIC晶圓切割成多個ASIC晶片，其中第一刀為寬刀，第二刀為窄刀。
全文摘要
本發明公開了一種微機電系統MEMS器件的方形扁平無引腳封裝OFN結構及方法，該結構包括基板；粘貼於所述基板上的專用集成電路ASIC晶片；粘貼於所述ASIC晶片上的MEMS晶片；包封所述基板、ASIC晶片、MEMS晶片並裸露所述基板上引腳的塑封料；所述ASIC晶片上的微型焊盤通過引線與所述基板上的引腳連接；所述MEMS晶片上的微型焊盤通過引線與所述ASIC晶片上的微型焊盤連接；所述ASIC晶片上，與所述MEMS晶片上微型焊盤連接的微型焊盤不同於與所述基板上引腳連接的微型焊盤。本發明採用堆疊的方式，將ASIC晶片與MEMS晶片封裝為具有ASIC晶片的MEMS器件，具有產品尺寸小、製造工藝簡單、性能優越、散熱性佳的優點，並可利用現有QFN生產製造工藝，為MEMS器件的封裝提供另一種選擇。
文檔編號B81C3/00GK102344110SQ20111033699
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者吳斌, 尹丹, 陳武偉, 陳群峰 申請人:嘉盛半導體(蘇州)有限公司