本發明專利技術公開了MEMS芯片封裝結構，包括MEMS芯片和封裝基板；具有其的超聲波傳感器，包括MEMS芯片封裝結構和封裝外殼；封裝工藝，包括以下步驟：取片；植錫球；倒裝焊接；粘接封裝外殼；注灌封膠；粘接蓋板；粘接防水防塵膜；測試并包裝。本發明專利技術通過在超聲波傳感器內的MEMS芯片與封裝基板之間增設密封腔，密封腔為MEMS芯片的振膜施加空氣阻尼，避免超聲波傳感器停止發射信號時，減小振膜自身的余震和拖尾信號屏蔽近距離的回波信號，減小超聲波傳感器的盲區時間。時間。時間。
【技術實現步驟摘要】
MEMS芯片封裝結構、具有其的超聲波傳感器及封裝工藝
[0001]本專利技術屬于超聲波傳感器
，具體涉及MEMS芯片封裝結構、具有其的超聲波傳感器及封裝工藝。
技術介紹
[0002]面向消費電子和汽車領域的MEMS超聲波傳感器市場仍處于高速發展階段，主要應用是手勢識別、虛擬現實/增強現實、家用機器人、智能音箱和無人機。這些應用場景對超聲波傳感器的器件性能、一致性、可批量化、易裝配等都有著高要求。
[0003]1、超聲波傳感器器件性能的兩個關鍵指標，一個是盲區時間，一個是發射聲壓級；目前針對MEMS超聲波傳感器的性能優化報道較少，主要是針對壓電陶瓷類的超聲波傳感器，壓電陶瓷類主要是通過填充聲學材料的物理頂壓方式來減小盲區時間，并不適合MEMS超聲波傳感器；此外，MEMS超聲波傳感器的尺寸更小，可以組合裝配赫姆霍茲共鳴腔來增強發射聲壓級；
[0004]2、MEMS超聲波傳感器的芯片是通過半導體流片工藝制備，封裝是通過自動化封裝產線，從芯片制造到芯片封裝，到后端的芯片測試分選，整個過程都是依靠自動化設備進行，可以保證產品的一致性以及批量化；而壓電陶瓷類的超聲波傳感器主要還是依賴人工，一致性差；
[0005]3、MEMS超聲波傳感器沒有溫度敏感單元，可以兼容SMT工藝，可以實現大批量的裝配；而壓電陶瓷類超聲波傳感器主要是插針式的封裝結構，無法兼容SMT工藝，裝配較難。
[0006]綜上所述，本申請現提出MEMS芯片封裝結構、具有其的超聲波傳感器及封裝工藝來解決上述出現的問題。
專利
技術實現思路
[0007]旨在解決
技術介紹
中的問題之一，本專利技術的目的在于提出MEMS芯片封裝結構，為MEMS芯片的振膜施加阻尼，在停止發射信號后，減小機械慣性作用帶來的余震或拖尾產生的影響，防止近距離的回波信號被屏蔽，提高檢測時超聲波傳感器的檢測精度。
[0008]本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案為：
[0009]根據本專利技術實施例中的MEMS芯片封裝結構，包括：
[0010]MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相對的正面和背面，所述MEMS芯片的背面具有背腔；封裝基板，所述封裝基板與所述MEMS芯片的正面對應固定連接；第一焊接凸起，所述封裝基板靠近MEMS芯片的表面上設置有第一焊接凸起，所述第一焊接凸起用于所述封裝基板和所述MEMS芯片的電連接，所述封裝基板與所述MEMS芯片之間的空間限定出密封腔。
[0011]根據本專利技術實施例中的MEMS芯片封裝結構，增設的密封腔可以為MEMS芯片的振膜施加空氣阻尼，降低振膜振動停止時的機械慣性，減輕振膜自身的余震和拖尾，減小盲區時間。
[0012]在一些實施例中，所述MEMS芯片的正面設置有焊墊，所述第一焊接凸起與焊墊電
連接。
[0013]在一些具體的實施例中，所述封裝基板與所述MEMS芯片之間的空間通過灌封膠限定出密封腔。
[0014]在一些實施例中，所述封裝基板具有第一焊盤和第二焊盤，所述第一焊盤與所述MEMS芯片的信號線對應電連接，所述第二焊盤與所述MEMS芯片的接地線對應電連接。
[0015]在一些實施例中，所述密封腔的厚度與第一焊接凸起的高度相同。
[0016]在一些實施例中，還包括第二焊接凸起，所述第二焊接凸起設置在所述封裝基板靠近所述MEMS芯片的表面，所述第二焊接凸起用于對所述MEMS芯片的調平。
[0017]根據本專利技術實施例的超聲波傳感器，包括：前文所述的MEMS芯片封裝結構；封裝外殼，所述封裝外殼具有收容腔，所述封裝外殼與封裝基板密封連接，所述MEMS芯片位于所述收容腔內。
[0018]在一些具體的實施例中，還包括蓋板，所述蓋板與所述封裝外殼遠離所述封裝基板的表面密封連接，所述蓋板上開設有聲孔。
[0019]在一些具體的實施例中，還包括防水防塵膜，所述防水防塵膜與所述蓋板遠離所述封裝基板的表面密封連接。
[0020]根據本專利技術實施例的封裝工藝，用于形成前文所述的封裝結構，所述封裝工藝包括以下步驟：
[0021]從晶圓上切割取下MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相對正面及背面，背面具有背腔；
[0022]設置與所述MEMS芯片正面固定連接的封裝基板，所述封裝基板靠近MEMS芯片的表面具有第一焊盤和第二焊盤；
[0023]在MEMS芯片正面形成焊墊，在所述第一焊盤和第二焊盤上形成與所述焊墊焊接的第一焊接凸起，所述第一焊接凸起分別與所述封裝基板以及所述MEMS芯片電連接；
[0024]在所述MEMS芯片與所述封裝基板之間的空間中填充灌封膠，并固化膠水，在所述MEMS芯片與所述封裝基板之間形成密封腔。
[0025]在一些具體的實施例中，還包括：在所述封裝基板上形成第二焊接凸起，所述第二焊接凸起用于MEMS芯片安裝過程中的調平。
[0026]在一些具體的實施例中，還包括：設置與封裝基板固定的封裝外殼，所述封裝基板與所述封裝外殼密封連接，所述封裝外殼具有收容腔，所述MEMS芯片位于所述收容腔內。
[0027]在一些具體的實施例中，還包括：設置與封裝外殼密封連接的蓋板，在所述蓋板上開設聲孔。
[0028]在一些具體的實施例中，還包括：設置與蓋板密封連接的防水防塵膜。
[0029]在一些具體的實施例中，還包括：對封裝后的產品進行測試及包裝。
[0030]從上述內容可以看出，本專利技術包括以下的有益效果：
[0031]本專利技術通過在超聲波傳感器內的MEMS芯片與封裝基板之間增設密封腔，密封腔為MEMS芯片的振膜施加空氣阻尼，避免超聲波傳感器停止發射信號時，用于快速衰減振膜自身的余震和拖尾信號屏蔽近距離的回波信號，減小超聲波傳感器的盲區時間；密封腔的高度在超聲波傳感器封裝的過程中可以調節尺寸，從而能夠有效調控超聲波傳感器的盲區時間。
附圖說明
[0032]為了更清楚地說明本說明書一個或多個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說明書一個或多個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本專利技術實施例中超聲波傳感器的外部結構示意圖；
[0034]圖2為本專利技術實施例中超聲波傳感器的結構爆炸圖；
[0035]圖3為本專利技術實施例中超聲波傳感器的剖面圖；
[0036]圖4為本專利技術實施例中基板的結構示意圖；
[0037]圖5為本專利技術實施例中超聲波傳感器的截面圖；
[0038]圖6為本專利技術實施例中針對封裝結構的封裝工藝的流程框圖；
[0039]圖7為本專利技術實施例中針對超聲波傳感器的封裝工藝的流程框圖；
[0040]圖8為本專利技術實施例中不同高度錫球對器件盲區時間的調控；
[0041]圖9為本專利技術實施例中封裝方式對不同頻率器件的提升效果。
[0042]附圖標記中：1.封本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.MEMS芯片封裝結構，其特征在于，包括：MEMS芯片(5)，所述MEMS芯片(5)具有相對的正面和背面，所述MEMS芯片(5)的背面具有背腔；封裝基板(1)，所述封裝基板(1)與所述MEMS芯片(5)的正面對應固定連接；第一焊接凸起(9)，所述封裝基板(1)靠近MEMS芯片(5)的表面上設置有第一焊接凸起(9)，所述第一焊接凸起(9)用于所述封裝基板(1)與所述MEMS芯片(5)的電連接，所述封裝基板(1)與所述MEMS芯片(5)之間的空間限定出密封腔(2)。2.根據權利要求1所述的MEMS芯片封裝結構，其特征在于，所述MEMS芯片(5)的正面設置有焊墊，所述第一焊接凸起(9)與所述焊墊電連接。3.根據權利要求2所述的MEMS芯片封裝結構，其特征在于，所述封裝基板(1)與所述MEMS芯片(5)之間的空間通過灌封膠(4)限定出密封腔(2)。4.根據權利要求1所述的MEMS芯片封裝結構，其特征在于，所述封裝基板(1)具有第一焊盤(11)和第二焊盤(12)，所述第一焊盤(11)與所述MEMS芯片(5)的信號線對應電連接，所述第二焊盤(12)與所述MEMS芯片(5)的接地線對應電連接。5.根據權利要求1所述的MEMS芯片封裝結構，其特征在于，所述密封腔(2)的厚度與第一焊接凸起(9)的高度相同。6.根據權利要求1所述的MEMS芯片封裝結構，其特征在于，還包括第二焊接凸起(10)，所述第二焊接凸起(10)設置在所述封裝基板(1)靠近所述MEMS芯片(5)的表面，所述第二焊接凸起(10)用于對所述MEMS芯片(5)的調平。7.超聲波傳感器，其特征在于，包括：以上權利要求1
?
6中任一項所述的MEMS芯片封裝結構；封裝外殼(3)，所述封裝外殼(3)具有收容腔，所述封裝外殼(3)與封裝基板(1)密封連接，所述MEMS芯片(5)位于所述收容腔內。8.根據權利要求7所述的超聲波傳感器，其特征在于，還包括蓋板(6)，所述蓋板(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：慈偉杰，儲清清，
申請(專利權)人：合肥領航微系統集成有限公司，
類型：發明
國別省市：
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