包括双密封环的晶片级MEMS封装件的制作方法

包括双密封环的晶片级MEMS封装件的制作方法研究背景近年来，随着MEMS（微电子机械系统）技术的发展，越来越多的小型化、高精度、高可靠性的微型传感器、执行器和结构件得以制造和应用。而MEMS器件的封装，则是MEMS器件的重要组成部分，封装的品质将直接影响到MEMS器件的性能和寿命，因此，在MEMS器件的封装方面，越来越多的关注和研究被投入进来。目前，封装主要分为裸片封装和表面微机械加工（SWM）封装两种。前者主要适用于大规模封装的MEMS器件，而后者则主要适用于MEMS的集成制造。本文将介绍SWM封装中的双密封环封装技术。双密封环封装技术简介双密封环是将两个密封环叠加在一起，利用它们的互补性来实现对MEMS器件的密封。具体地说，第一个密封环通过微机械加工的方式制成，它的作用是保护MEMS器件免受外部环境的影响，避免灰尘、湿气等影响器件的性能。而第二个密封环则是由有机高分子材料制成，它作为衬底，支撑固定MEMS器件。由于双密封环封装技术能够不断优化器件的性能，并且其制作工艺简单、封装性能良好，因此在MEMS器件的封装领域中被广泛应用。下面我们来详细了解一下双密封环封装技术的制作流程。制作流程1.加工第一层密封环第一步是采用微机械加工的方式在Si衬底上制造第一层密封环。具体加工流程为：粗加工：通过半导体加工设备，在衬底上进行粗加工，制出密封环的初始形状。这里的加工精度大约为20~30um。精加工：在粗加工之后，再通过扫描式电子束光刻机进行精加工，使得密封环能够更好地与衬底融为一体。这里的加工精度为2~3um。清洗：将加工过的衬底放入超声波清洗机中，去除杂质和粉尘等。2.合成有机高分子材料第二步是将有机高分子材料合成成适合封装使用的材料。这里我们使用一个有机高分子材料作为第二层密封环和衬底的固定层。3.涂覆有机高分子材料在第一层密封环的制造完毕后，我们需要将第二层材料在其上覆盖。具体步骤为：涂覆前的处理：将衬底放入真空炉中，进行约5分钟的真空预处理操作，将衬底表面进行去气处理。涂覆：将有机高分子材料从溶液中取出，使用旋涂机将其均匀涂覆在第一层密封环上。加速干燥：使用缸炉进行高温加速干燥，快速将材料干燥固化，并形成密封环。4.光刻制作二次开口在第二层密封环制造完毕后，我们需要在其上建立出二次开口，从而将MEMS器件集成进来。这里我们采用光刻技术来进行加工，具体步骤为：光刻前的处理：先将衬底放在真空炉中预热、去气。光刻：将光刻胶均匀涂敷在第二层密封环表面，并进行曝光和显影处理。清洗：使用专门的清洗溶液对衬底进行清洗处理。5.安装器件在进行了二次开口之后，我们便可以将MEMS器件集成到双密封环中了。具体步骤如下：预处理：进行清洗、去膜、去极化等工序。夹持器件：使用微夹具将器件插入到二次开口中。粘合：将器件固定在衬底上，并进行胶水粘合。6.加工第二层密封环当器件集成完成后，我们需要再次进行密封，以保证其长期稳定的使用。具体步骤为：涂覆：使用相同的涂覆方法，将有机高分子材料均匀涂覆在MEMS器件上。加速干燥：将样品放入缸炉中，进行高温加速干燥，使得材料能够充分固化，达到密封的目的。至此，双密封环封装技术的制作流程便告完成。总结本文主要介绍了MEMS器件封装技术中的双密封环封装技术，并详细阐述了其制作流程。双密封环封装技术应用广泛，相比于传统封装技术，具有制作简单、封装效果好等优势。然而