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MEMS产品晶圆级封装方法和结构技术

技术编号:43267227 阅读:5 留言:0更新日期:2024-11-08 20:44
本发明专利技术提供了一种MEMS产品晶圆级封装方法和结构,涉及半导体封装领域,首先将MEMS晶圆具有微结构层的一侧键合至第一载板,然后形成硅通孔结构;再形成线路层;然后形成阻焊层;将阻焊层键合至第二载板后剥离第一载板,再将微结构层键合至盖层晶圆;最后剥离第二载板并形成焊球。相较于现有技术,本发明专利技术由于在硅通孔和制程中通过第一载板对微结构层进行保护,而在键合盖层晶圆的制程中通过第二载板实现支撑,避免微结构层由于晶圆翘曲以及工艺制程中的外力、固定频率的震动等而造成破坏,通过两次键合载板的工艺来保护微结构层不受破坏,有效地对内部微结构进行保护,因此可以采用晶圆级封装工艺,大大提升了封装效率,减小了封装尺寸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装领域,具体而言,涉及一种mems产品晶圆级封装方法和结构。


技术介绍

1、传统的红外识别mems器件多采用传统打线封装技术,效率低,单颗封装体积大。

2、进一步地,针对红外识别mems器件,通过晶圆级封装可以增加封装效率,减小封装尺寸,然而,由于红外识别mems器件内部具有脆弱的微结构,例如微测辐射热计,因此,晶圆级加工过程中超声波,吸附,固定频率震动都会破坏微结构,导致此类mems晶圆难以进行加工。


技术实现思路

1、本专利技术的目的包括,例如,提供了一种mems产品晶圆级封装方法和结构,其能够有效地对内部微结构进行保护,避免其受到破坏,并能够采用晶圆级封装工艺,提升封装效率,减小封装尺寸。

2、本专利技术的实施例可以这样实现:

3、第一方面,本专利技术提供一种mems产品晶圆级封装方法,包括:

4、将mems晶圆具有微结构层的一侧键合至第一载板,其中所述微结构层设置在所述mems晶圆具有连接焊盘的一侧;

5、在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧形成贯通至所述连接焊盘的硅通孔结构;

6、在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧形成线路层,所述线路层覆盖所述硅通孔结构并与所述连接焊盘连接;

7、在所述线路层背离所述微结构层的一侧形成阻焊层,所述阻焊层填充所述硅通孔结构;

8、将所述阻焊层背离所述微结构层的一侧键合至第二载板;

9、剥离所述第一载板;

10、将所述微结构层背离所述mems晶圆的一侧键合至盖层晶圆;

11、剥离所述第二载板;

12、在所述阻焊层的表面形成与所述线路层连接的焊球。

13、在可选的实施方式中,将mems晶圆具有微结构层的一侧键合至第一载板的步骤之前,所述方法还包括:

14、在所述mems晶圆设置有连接焊盘的一侧制备保护层;

15、在所述保护层中制备微结构层。

16、在可选的实施方式中,将所述微结构层背离所述mems晶圆的一侧键合至盖层晶圆的步骤,包括:

17、干法刻蚀去除所述保护层,以露出所述微结构层;

18、将所述微结构层背离所述mems晶圆的一侧锡金键合至所述盖层晶圆。

19、在可选的实施方式中,将所述阻焊层背离所述微结构层的一侧键合至第二载板的步骤,包括:

20、在所述第二载板的表面涂覆耐热键合层;

21、将所述阻焊层背离所述微结构层的一侧键合至所述耐热键合层;

22、其中,所述耐热键合层的耐受温度大于锡金键合温度。

23、在可选的实施方式中,将mems晶圆具有微结构层的一侧键合至第一载板的步骤之前,所述方法包括:

24、在所述第一载板的表面涂覆临时键合层。

25、在可选的实施方式中,在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧形成贯通至所述连接焊盘的硅通孔结构的步骤,包括:

26、在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧减薄所述mems晶圆;

27、在所述mems晶圆背离所述微结构的一侧刻蚀形成沟槽;

28、在所述沟槽内刻蚀形成贯通至所述连接焊盘的通孔。

29、在可选的实施方式中,在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧减薄所述mems晶圆的步骤,包括:

30、对所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧进行研磨;

31、利用等离子干法刻蚀去除所述mems晶圆表面研磨后产生的微损伤层。

32、在可选的实施方式中,在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧形成线路层的步骤之前,所述方法还包括:

33、在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧制备钝化层;

34、其中,所述钝化层上形成有露出所述连接焊盘的钝化窗口。

35、在可选的实施方式中,在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧形成线路层的步骤,包括:

36、在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧表面沉积种子层,所述种子层覆盖所述硅通孔结构;

37、在所述种子层上电镀形成线路层;

38、对所述线路层进行图案化。

39、第二方面,本专利技术提供一种mems产品晶圆级封装结构,采用如前述实施方式任一项所述的mems产品晶圆级封装方法制备而成,所述mems产品晶圆级封装结构包括:

40、mems晶圆,所述mems晶圆具有连接焊盘的一侧设置有微结构层,且所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧形成有贯通至所述连接焊盘的硅通孔结构;

41、线路层,所述线路层设置在所述mems晶圆背离所述微结构层的一侧,且所述线路层覆盖所述硅通孔结构并与所述连接焊盘连接;

42、阻焊层,所述阻焊层设置在所述线路层背离所述微结构层的一侧;

43、盖层晶圆,所述盖层晶圆键合至所述微结构层背离所述mems晶圆的一侧;

44、焊球,所述焊球设置在所述阻焊层的表面并与所述线路层连接。

45、本专利技术实施例的有益效果包括,例如:

46、本专利技术实施例提供的mems产品晶圆级封装方法和mems产品晶圆级封装结构,首先将mems晶圆具有微结构层的一侧键合至第一载板,然后在mems晶圆背离微结构层的一侧形成贯通至连接焊盘的硅通孔结构;再形成线路层,线路层覆盖硅通孔结构并与连接焊盘连接;然后在线路层背离微结构层的一侧形成阻焊层,阻焊层填充硅通孔结构;将阻焊层背离微结构层的一侧键合至第二载板后剥离第一载板,再将微结构层背离mems晶圆的一侧键合至盖层晶圆;最后剥离第二载板,并在阻焊层的表面形成与线路层连接的焊球。相较于现有技术,本专利技术实施例由于在硅通孔和制程中通过第一载板对微结构层进行保护,而在键合盖层晶圆的制程中通过第二载板实现支撑,避免微结构层由于晶圆翘曲,工艺制程中的外力,固定频率的震动等而造成破坏,因此,通过两次键合载板的工艺来保护微结构层不受破坏,有效地对内部微结构进行保护,使得封装工艺可以采用晶圆级封装工艺,大大提升了封装效率,减小了封装尺寸。

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【技术保护点】

1.一种MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,将MEMS晶圆(110)具有微结构层(113)的一侧键合至第一载板(200)的步骤之前,所述方法还包括:

3.根据权利要求2所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,将所述微结构层(113)背离所述MEMS晶圆(110)的一侧键合至盖层晶圆(180)的步骤,包括:

4.根据权利要求3所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,将所述阻焊层(190)背离所述微结构层(113)的一侧键合至第二载板(300)的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,将MEMS晶圆(110)具有微结构层(113)的一侧键合至第一载板(200)的步骤之前,所述方法包括:

6.根据权利要求1所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,在所述MEMS晶圆(110)背离所述微结构层(113)的一侧形成贯通至所述连接焊盘(111)的硅通孔结构(130)的步骤,包括:

7.根据权利要求6所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,在所述MEMS晶圆(110)背离所述微结构层(113)的一侧减薄所述MEMS晶圆(110)的步骤,包括:

8.根据权利要求1所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,在所述MEMS晶圆(110)背离所述微结构层(113)的一侧形成线路层(170)的步骤之前,所述方法还包括:

9.根据权利要求1所述的MEMS产品晶圆级封装方法,其特征在于,在所述MEMS晶圆(110)背离所述微结构层(113)的一侧形成线路层(170)的步骤,包括:

10.一种MEMS产品晶圆级封装结构,采用如权利要求1-9任一项所述的MEMS产品晶圆级封装方法制备而成,其特征在于,所述MEMS产品晶圆级封装结构包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种mems产品晶圆级封装方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的mems产品晶圆级封装方法,其特征在于,将mems晶圆(110)具有微结构层(113)的一侧键合至第一载板(200)的步骤之前,所述方法还包括:

3.根据权利要求2所述的mems产品晶圆级封装方法,其特征在于,将所述微结构层(113)背离所述mems晶圆(110)的一侧键合至盖层晶圆(180)的步骤,包括:

4.根据权利要求3所述的mems产品晶圆级封装方法,其特征在于,将所述阻焊层(190)背离所述微结构层(113)的一侧键合至第二载板(300)的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的mems产品晶圆级封装方法,其特征在于,将mems晶圆(110)具有微结构层(113)的一侧键合至第一载板(200)的步骤之前,所述方法包括:

6.根据权利要求1所述的mems产品晶圆级封装方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏航吕军金科
申请(专利权)人:苏州科阳半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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