(19)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利事務(wù)所(特殊普通合伙)MEMS集成封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法樹脂基板之間具有焊球高度的間隔且焊球通過所述樹脂基板的結(jié)合處位于所述焊球的外側(cè)使真空成腔覆膜層外通過環(huán)氧注塑料與所述樹脂21.MEMS集成封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：集成封裝結(jié)構(gòu)包括樹脂基板(1),所述樹脂基板(1)上倒裝設(shè)置有MEMS芯片(2),所述MEMS芯片(2)與所述樹脂基板(1)之間具有焊球(3)高度的間隔且焊球(3)通過引腳(7)引至所述樹脂基板(1)的外表面，所述MEMS芯片(2)外部包覆有一層真空成腔覆膜層(4),所述真空成腔覆膜層(4)與所述樹脂基板(1)的結(jié)合處位于所述焊球(3)的外側(cè)使所述MEMS芯片(2)與所述樹脂基板(1)的間隔處形成真空腔(6),所述真空成腔覆膜層(4)外通過環(huán)氧注塑料與所述樹脂基板(1)封裝形成環(huán)氧樹脂包覆層(5);所述真空腔(6)的高度為10um-15um;所述樹脂基板(1)上選擇性地設(shè)置有疊裝芯片，所述疊裝芯片包括倒裝設(shè)置在所述樹脂基板(1)上的第一芯片(8)以及正裝設(shè)置在所述第一芯片(8)以上的第二芯片(9),所述第一芯片(8)與所述樹脂基板(1)之間通過引腳(7)互聯(lián)，所述第二芯片(9)的引線與所述基板通過引線鍵合互聯(lián)；所述樹脂基板(1)上選擇性地設(shè)置有被動(dòng)元器件(10),所述被動(dòng)元器件(10)包括電容、電阻，所述被動(dòng)元器件(10)與基板之間設(shè)置有錫膏層；所述環(huán)氧樹脂包覆層(5)包覆在所述真空成腔覆膜層(4)、第一芯片(8)以上、第二芯片(9)以及電阻、包括如下步驟：S1、在樹脂基板(1)的表面印刷錫膏后將倒裝芯片、被動(dòng)元器件(10)貼裝在樹脂基板(1)表面，并通過回流焊接的方式將所述倒裝芯片和被動(dòng)元器件(10)焊接固定在樹脂基板S2、烘烤固化樹脂基板(1),并將固化后的樹脂基板(1)以及貼裝在所述樹脂基板(1)上的倒裝芯片和被動(dòng)元器件(10)一起進(jìn)行等離子清洗，備用；S3、在MEMS芯片(2)的表面通過電鍍植焊球(3),所述MEMS芯片(2)倒裝焊球(3)直徑65±5um,高度45±5um,再根據(jù)樹脂基板(1)上MEMS芯片(2)對(duì)應(yīng)的裝配位置對(duì)所述MEMS芯片(2)進(jìn)行切割整形，切割完成后，將所述MEMS芯片(2)通過熱壓超聲焊接的方式倒裝在經(jīng)過所述步驟S2后的樹脂基板(1)上；S4、通過真空覆膜成腔步驟在所述MEMS芯片(2)的外部形成一層真空成腔覆膜層(4);S5、高壓注塑，形成環(huán)氧樹脂包覆層(5),并對(duì)注塑后的產(chǎn)品進(jìn)一步烘烤固化形成MEMS集成封裝結(jié)構(gòu)；S41、在所述MEMS芯片(2)的外部貼半固化環(huán)氧膜，所述半固化環(huán)氧膜牌號(hào)為NAGASEA2034或類似性能的替代材料，所述半固化環(huán)氧膜厚度4-20um;比重1.61;Tg溫度值90℃;彎曲模量8GPa;150℃條件下的凝膠時(shí)間為90s;S42、將所述樹脂基板(1)放置固定于貼膜機(jī)的真空室內(nèi)；S43、第一次工藝變化過程，所述真空室進(jìn)行抽真空，在此抽真空過程中，對(duì)所述真空室內(nèi)快速加熱，溫升5℃/s,并保持恒溫60±2℃,總時(shí)間為20±5s;在此過程中所述半固化環(huán)氧膜由固態(tài)液化呈溶膠狀態(tài)；S44、第二次工藝變化過程，所述真空室保持恒溫60±2℃,對(duì)所述真空室內(nèi)進(jìn)行加壓，加壓時(shí)間為10+2s、壓力為0.1+0.02Mpa;在此過程中所述半固化環(huán)氧膜呈溶膠狀態(tài)的流動(dòng)填充和初步固化；形成的所述真空腔(6)的高度為10um-15um;S45、半固化環(huán)氧膜的烘烤固化，實(shí)現(xiàn)完全固化，烘烤溫度150±3℃,烘烤時(shí)間為180±320分鐘。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS集成封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟S1還包括進(jìn)行等離子清洗、以及使用環(huán)氧樹脂填充所述倒裝芯片底部的步驟。裝結(jié)構(gòu)單一組結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，或與一組芯片和/或被動(dòng)元器件(10)一起封裝，并在封裝完成后切割成單顆粒。4技術(shù)領(lǐng)域背景技術(shù)[0002]自集成電路器件的封裝從單個(gè)組件的開發(fā)，進(jìn)入到多個(gè)組件的集成后，隨著產(chǎn)品效能的提升以及對(duì)輕薄和低耗需求的帶動(dòng)下，邁向封裝整合的新階段。在此發(fā)展方向的引導(dǎo)下，形成了電子產(chǎn)業(yè)上相關(guān)的兩大新主流：系統(tǒng)單芯片SoC(SystemonChip)與系統(tǒng)化封裝SIP(SysteminaPac[0003]SoC與SIP是極為相似，兩者均將一個(gè)包含邏輯組件、內(nèi)存組件，甚至包含被動(dòng)組件的系統(tǒng)，整合在一個(gè)單位中。SoC是從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，是將系統(tǒng)所需的組件高度集成到一塊芯片上；SIP是從封裝的立場(chǎng)出發(fā)，對(duì)不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，將多個(gè)具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他器件優(yōu)先組裝到一起，實(shí)現(xiàn)一定功能的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)封裝件。[0004]構(gòu)成SIP技術(shù)的要素是封裝載體與組裝工藝，前者包括PCB、LTCC以及SiliconSubmount,后者包括傳統(tǒng)封裝工藝(Wirebond和FlipChip)和SMT設(shè)備。無源器件是SIP的[0005]SIP封裝技術(shù)采取多種裸芯片或模塊進(jìn)行排列組裝，若就排列方式進(jìn)行區(qū)分可大體分為平面式2D封裝和3D封裝的結(jié)構(gòu)。相對(duì)于2D封裝，采用堆疊的3D封裝技術(shù)又可以增加使用晶圓或模塊的數(shù)量，從而在垂直方向上增加了可放置晶圓的層數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)SIP技術(shù)的功能整合能力。而內(nèi)部接合技術(shù)可以是單純的線鍵合(WireBonding),也可使用覆晶接合(FlipChip),也可二者混用[0006]另外，除了2D與3D的封裝結(jié)構(gòu)外，還可以采用多功能性基板整合組件的方式——將不同組件內(nèi)藏于多功能基板中，達(dá)到功能整合的目的。不同的芯片排列方式，與不同的內(nèi)部接合技術(shù)搭配，使SIP的封裝形態(tài)產(chǎn)生多樣化的組合，并可依照客戶或產(chǎn)品的需求加以客制化或彈性生產(chǎn)。[0007]目前SiP系統(tǒng)集成封裝方案，主要針對(duì)和應(yīng)用于IC集成電路封裝，尚沒有針對(duì)MEMS類帶腔體結(jié)構(gòu)的以樹脂基板為載板的系統(tǒng)集成方法，帶腔體結(jié)構(gòu)的器件常規(guī)做法是進(jìn)行二晶圓蝕刻完成的上蓋，經(jīng)過鍵合工藝使MEMS器件和硅級(jí)上蓋鍵合在一起形成一個(gè)腔體結(jié)構(gòu)，然后通過TSV等工序?qū)⒁_引出，行成獨(dú)立的帶腔體結(jié)構(gòu)的器件，然后再M(fèi)EMS器件通過倒裝焊接或者SMT的方式貼裝的基板上，然后再與別的IC和阻容件進(jìn)行二次混合發(fā)明內(nèi)容5[0009]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：[0010]MEMS集成封裝結(jié)構(gòu)，包括樹脂基板，所述樹脂基板上倒裝設(shè)置有MEMS芯片，所述MEMS芯片與所述樹脂基板之間具有焊球高度的間隔且焊球通過引腳引至所述樹脂基板的外表面，所述MEMS芯片外部包覆有一層真空成腔覆膜層，所述真空成腔覆膜層與所述樹脂基板的結(jié)合處位于所述焊球的外側(cè)使所述MEMS芯片與所述樹脂基板的間隔處形成真空腔，所述真空成腔覆膜層外通過環(huán)氧注塑料與所述樹脂基板封裝形成環(huán)氧樹脂包覆層。[0012]優(yōu)選的，所述樹脂基板上選擇性地設(shè)置有疊裝芯片，所述疊裝芯片包括倒裝設(shè)置在所述樹脂基板上的第一芯片以及正裝設(shè)置在所述第一芯片上的第二芯片，所述第一芯片與所述樹脂基板之間通過引腳互聯(lián)，所述第二芯片的引線與所述基板通過引線鍵合互聯(lián)。[0013]優(yōu)選的，所述樹脂基板上選擇性地設(shè)置有被動(dòng)元器件，所述被動(dòng)元器件包括電容、電阻，所述被動(dòng)元器件與基板之間設(shè)置有錫膏層。[0014]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂包覆層包覆在所述真空成腔覆膜層、第一芯片上、第二芯片[0016]S1、在樹脂基板的表面印刷錫膏后將倒裝芯片、被動(dòng)元器件貼裝在樹脂基板表面，并通過回流焊接的方式將所述倒裝芯片和被動(dòng)元器件焊接固定在樹脂基板表面；[0017]S2、烘烤固化樹脂基板，并將固化后的樹脂基板以及貼裝在所述樹脂基板上的倒裝芯片和被動(dòng)元器件一起進(jìn)行等離子清洗，備用；[0018]S3、在MEMS芯片的表面通過電鍍植焊球，所述MEMS芯片倒裝焊球直徑65+/-5um,高度45+/-5um,再根據(jù)樹脂基板上MEMS芯片對(duì)應(yīng)的裝配位置對(duì)所述MEMS芯片進(jìn)行切割整形，切割完成后，將所述MEMS芯片通過熱壓超聲焊接的方式倒裝在經(jīng)過所述步驟S2后的樹脂基集成封裝結(jié)構(gòu)。A2034或類似性能的替代材料，所述半固化環(huán)氧膜厚度為4-20um;比重1.61;Tg溫度值90℃;彎曲模量8GPa;150℃條件下的凝膠時(shí)間為90s;[0023]S42、將所述樹脂基板放置固定于貼膜機(jī)的真空室內(nèi)；[0024]S43、第一次工藝變化過程，所述真空室進(jìn)行抽真空，在此抽空室內(nèi)快速加熱，溫升5℃/s,并保持恒溫60±2℃,總時(shí)間為20±5s;在此過程中所述半固化環(huán)氧膜由固態(tài)液化呈溶膠狀態(tài)；[0025]S44、第二次工藝變化過程，所述真空室保持恒溫60±2℃,對(duì)所述真空室內(nèi)進(jìn)行加壓，加壓時(shí)間為10+2s、壓力為0.1+0.02Mpa;在此過程中所述半固化環(huán)氧膜呈溶膠狀態(tài)的流動(dòng)填充和初步固化；形成的所述真空腔的高度為10um-15um之間；[0026]S45、半固化環(huán)氧膜的烘烤固化，實(shí)現(xiàn)完全固化，烘烤溫度150±3℃,烘烤時(shí)間為6180±20分鐘。[0027]優(yōu)選的，所述步驟S1還包括進(jìn)行等離子清洗、以及使用環(huán)氧樹脂填充所述倒裝芯片底部的步驟。[0028]優(yōu)選的，所述MEMS集成封裝結(jié)或被動(dòng)元器件一起封裝，并在封裝完成后切割成單顆粒。[0029]本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果主要體現(xiàn)在：[0030]1、本方案通過真空成腔覆膜工藝實(shí)現(xiàn)MEMS芯片與樹脂基板的第一次封裝，并在MEMS芯片與樹脂基板之間形成一層真空腔，在通過高壓注塑進(jìn)行第二次封裝，在實(shí)現(xiàn)同樣兩次封裝效果的同時(shí)，節(jié)省了封裝等待時(shí)間和工藝流程，節(jié)約了封裝成本；[0031]2、本方案中MEMS芯片與樹脂基板之間的真空腔設(shè)置在所述MEMS芯片與所述樹脂基板之間引腳互聯(lián)的間隔處，與現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)相比，減少了一層真空結(jié)構(gòu)的厚度，實(shí)現(xiàn)了[0032]3、本方案中其他芯片通過正裝裝配與倒裝裝配相結(jié)合的疊裝方式，減少了封裝結(jié)構(gòu)的貼裝面積，合理利用了該封裝結(jié)構(gòu)的縱向空間。附圖說明具體實(shí)施方式[0034]為使本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)能夠更加清楚、詳細(xì)地展示，將通過下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說明進(jìn)行圖示和解釋。該實(shí)施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。為了便于描述和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或者兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。裝結(jié)構(gòu)包括樹脂基板1,所述樹脂基板1上倒裝設(shè)置有MEMS芯片2,所述MEMS芯片2與所述樹脂基板1之間具有焊球3高度的間隔且焊球3通過引腳7引至所述樹脂基板1的外表面，所述焊球3與MEMS芯片2表面焊接并通過熱壓超聲焊接固定在所述設(shè)置在所述MEMS芯片2與所述樹脂基板1之間，所述MEMS芯片2倒裝焊球3的初始直徑為65+/-5um,初始高度為45+/-5um,在通過熱壓超聲焊接固定在所述樹脂基板1上后，所述焊球3的高度在10um-15um,此時(shí)，所述MEMS芯片2與所述樹脂基板1之間的間隔距離為10um-15um。[0038]具體地，所述MEMS芯片2外部包覆有一層真空成腔覆膜層4,所述真空成腔覆膜層4與所述MEMS芯片2的外表面緊密貼合，所述真空成腔覆膜層4與所述樹脂基板1的結(jié)合處位7于所述焊球3的外側(cè)，使所述MEMS芯片2與所述樹脂基板1的間隔處形成一個(gè)密封的真空腔6,由于焊球3在通過熱壓超聲焊接固定在所述樹脂基板1上后，所述MEMS芯片2與所述樹脂基板1之間的間隔距離為10um-15um,所述真空腔6的高度也在10um-15um之間。[0039]具體地，所述樹脂基板1上選擇性地設(shè)置有疊裝芯片，所述疊裝芯片包括倒裝設(shè)置在所述樹脂基板1上的第一芯片8以及正裝設(shè)置在所述第一芯片8上的第二芯片9,所述第一芯片8與所述樹脂基板1之間通過引腳7互聯(lián)，所述第二芯片9的引線與所述基板通過引線鍵合互聯(lián)，所述第一芯片8與第二芯片9的類型可以根據(jù)所述MEMS集成封裝結(jié)構(gòu)對(duì)不同功能的需要進(jìn)行選擇，所述疊裝芯片也可以設(shè)置有一組或多組。[0040]具體地，所述樹脂基板1上選擇性地設(shè)置有被動(dòng)元器件10,所述被動(dòng)元器件10包括電容、電阻，所述被動(dòng)元器件10與基板之間設(shè)置有錫膏層，便于所述被動(dòng)元器件10焊接在所述樹脂基板1上，具體地，在所述樹脂基板1與所述疊裝芯片之間也可設(shè)置有錫膏層，便于焊接所述疊裝芯片。[0041]具體地，所述真空成腔覆膜層4外通過環(huán)氧注塑料與所述樹脂基板1封裝形成環(huán)氧樹脂包覆層5,所述環(huán)氧樹脂包覆層5包覆在所述真空成腔覆膜層4、第一芯片8上、第二芯片裝在一起，具體地，所述疊裝芯片和被動(dòng)元器件10裝配在所述樹脂基板1上之后的高度小于[0043]S1、在樹脂基板1的表面印刷錫膏后將倒裝芯片、被動(dòng)元器件10貼裝在樹脂基板1表面，并通過回流焊接的方式將所述倒裝芯片和被動(dòng)元器件10焊接固定在樹脂基板1表面；[0044]具體的所述步驟S1還包括進(jìn)行等離子清洗、以及使用環(huán)氧樹脂填充所述倒裝芯片底部的步驟，具體地，在倒裝芯片、被動(dòng)元器件10焊接在所述樹脂基板所述倒裝芯片和被動(dòng)元器件10的樹脂基板1進(jìn)行水洗烘干和/或等離子清洗，然后在所述倒裝芯片和被動(dòng)元器件10的底部與所述樹脂基板1之間的縫隙處填充環(huán)氧樹脂，在填充環(huán)氧樹脂后，通過烘烤固化所述環(huán)氧樹脂并再次對(duì)樹脂基板1和倒裝芯片和被動(dòng)元器件10進(jìn)行等離子清洗。[0045]具體地，所述倒裝芯片上還可選擇地貼裝有正裝芯片，所述倒裝芯片和正裝芯片形成一組疊裝芯片，或者通過SMT(表面組裝技術(shù)/表面貼裝技術(shù))技術(shù)，利用回流焊接的方式完成芯片組裝，所述疊裝芯片可以通過引線鍵合或者通過TSV工藝完成引腳7的牽引。[0046]S2、烘烤固化樹脂基板1,并將固化后的樹脂基板1以及貼裝在所述樹脂基板1上的倒裝芯片和被動(dòng)元器件10一起進(jìn)行等離子清洗，備用；接的方式倒裝在經(jīng)過所述步驟S2后的樹脂基板1上；[0048]具體地，所述熱壓超聲焊接的方式是指先將焊球3與所述MEMS芯片2的表面焊接，再通過熱壓超聲焊接將所述MEMS芯片2與焊球3壓接在所述樹脂基板1表面，所述焊球3為直徑65+/-5um,高度45+/-5um的金球，在熱壓超聲焊接完成后，所述焊球3在受到擠壓后高度壓縮為為10um-15um,使所述MEMS芯片2與樹脂基板1之間的間隔距離控制在10um-15um,所8述焊球3焊接在所述樹脂基板1表面后，所述焊球3與引至所述樹脂基板1的外表面的引腳7相連接，具體地，所述樹脂基板1上在MEMS芯片2對(duì)應(yīng)的裝配位置設(shè)置有多個(gè)貫穿所述樹脂基板1的用于導(dǎo)引引腳7的通孔，所述引腳7自樹脂基板1外部穿過所述通孔到達(dá)所述樹脂基板1的封裝面，并牽引至所述焊球3的位