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1. (WO2018121289) MEMS SENSOR PACKAGING STRUCTURE AND FABRICATING METHOD THEREOF
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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230   0231   0232   0233   0234   0235   0236   0237   0238   0239   0240   0241   0242   0243   0244   0245   0246   0247   0248   0249   0250   0251   0252   0253   0254   0255   0256   0257   0258   0259   0260   0261   0262   0263   0264   0265   0266   0267   0268   0269   0270   0271   0272   0273   0274   0275   0276   0277   0278   0279   0280   0281   0282   0283   0284   0285   0286   0287   0288   0289   0290   0291   0292   0293   0294   0295   0296   0297   0298   0299   0300   0301   0302   0303   0304   0305   0306   0307   0308   0309   0310   0311   0312   0313   0314   0315   0316   0317   0318   0319   0320   0321   0322  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40  

附图

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37  

说明书

发明名称 : MEMS传感器封装结构及其形成方法

[0001]
本申请要求下述2项中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中:
[0002]
1、申请日2016-12-30、申请号201611264764.7、发明名称为“MEMS传感器封装结构及其形成方法”;
[0003]
2、申请日2016-12-30、申请号201621483484.0、发明名称为“MEMS传感器封装结构”。

技术领域

[0004]
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种MEMS传感器封装结构及其形成方法。

背景技术

[0005]
从二十世纪八十年代末开始,随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System,MEMS)技术的发展,各种传感器实现了微小型化。
[0006]
目前各种传感器中应用较多的主要包括MEMS加速度传感器、MEMS陀螺仪传感器和MEMS磁感应传感器。MEMS加速度传感器是用于检测加速度的装置,MEMS陀螺仪传感器是用于检测加速度的装置,MEMS磁感应传感器是用于测量空间中磁场的装置。
[0007]
目前MEMS加速度传感器、MEMS陀螺仪传感器和MEMS磁感应传感器均已在手机或汽车电子领域等应用,然而现在的MEMS加速度传感器、MEMS陀螺仪传感器和MEMS磁感应传感器均是分开设计制作,然后独立进行封装的。由于各种传感器分别设计制作并独立进行封装,这使得现有的MEMS器件体积较大、成本较高。
[0008]
发明内容
[0009]
本发明解决的问题是怎样减小MEMS器件的体积,并实现加速度传感器、陀螺仪传感器和磁感应传感器的集成封装。
[0010]
为解决上述问题,本发明技术方案提供了一种MEMS传感器封装结构的形成方法,包括:
[0011]
提供基板,所述基板包括第一表面和相对的第二表面,所述基板具有互连线路;提供陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器,所述陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器均包括正面和相对的背面,所述陀螺仪传感器的正面包括若干第一外接焊盘,所述加速度传感器的正面包括若干第二外接焊盘,所述磁感应传感器的正面包括若干第三外接焊盘;将所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别安装在基板的第一表面,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与互连线路电连接;将所述磁感应传感器安装在基板的第二表面,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与互连线路电连接;在所述基板的第二表面上形成若干焊接凸起,所述焊接凸起与互连线路电连接,焊接凸起用于与外部电路电连接。
[0012]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于第二表面上的金属线路层,第一互连线路、第二互连线路与金属线路层相互绝缘,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;在所述基板的第二表面上形成若干焊接凸起,所述焊机凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,所述第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[0013]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构 的两端分别与第一外接焊盘和第一互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第二互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧。
[0014]
可选的,还包括:形成至少包覆所述金属线的点胶层。
[0015]
可选的,在形成点胶层后,将所述磁感应传感器安装在基板的第二表面;将所述磁感应传感器安装在基板的第二表面之后,在在所述基板的第二表面上形成若干焊接凸起。
[0016]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接。
[0017]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[0018]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述陀螺仪传感器还包括角速度感应区,陀螺仪传感器正面上具有第一密封盖,第一密封盖密封所述角速度感应区,若干第一外接焊盘位于第一密封盖两侧;所述加速度传感器还包括加速度感应区,加速度传感器正面上具有第二密封盖,第二密封盖密封所述加速度感应区,若干第二外接焊盘位于第二密封盖两侧。
[0019]
可选的,所述磁感应传感器倒装在基板的第二表面上,所述第三金属连接结构位于第三外接焊盘的表面;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面, 所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接。
[0020]
可选的,还包括数据处理芯片,数据处理芯片与互连线路电连接。
[0021]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第三互连线路和第四互连线路,以及位于基板的第二表面上的若干第一金属线路层和若干第二金属线路层,第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层之间相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第一金属线路层电连接;数据处理芯片安装在基板的第二表面,数据处理芯片与第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层电连接;焊接凸起位于基板的第二表面上的第二金属线路层的表面。
[0022]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第三互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第四互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[0023]
可选的,将所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别安装在基板的第一表面和将数据处理芯片安装在基板的第二表面步骤之后,还包括:形成至少包覆所述金属线的点胶层。
[0024]
可选的,所述信号处理芯片倒装在基板的第二表面;或者所述信号处 理芯片的背面贴合于基板的第二表面,且所述信号处理芯片通过金属线与第三互连线路、第四互连线路和第二金属线路层电连接。
[0025]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第五互连线路和第六互连线路,以及位于基板的第一表面的若干第三金属线路层和若干第四金属线路层,第五互连线路、第六互连线路、第三金属线路层和第四金属线路层相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三金属线路层电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四金属线路层电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第五互连线路电连接;数据处理芯片安装在基板的第一表面,数据处理芯片与第三金属线路层、第四金属线路层、第五互连线路和第六互连线路电连接;所述互连线路还包括位于基板的第二表面上的若干第五金属线路层,第五金属线路层与第六互连线路电连接,焊接凸起位于第五金属线路层的表面,且与第五金属线路层电连接。
[0026]
可选的,还包括第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片,所述第一数据处理芯片与陀螺仪传感器电连接,所述第二数据处理芯片与加速度传感器电连接,所述第三数据处理芯片与磁感应传感器电连接。
[0027]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于基板的第二表面上的金属线路层;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;在基板的第二表面形成焊接凸起,所述焊接凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[0028]
可选的,陀螺仪传感器的正面具有若干第一内部焊盘和第一外接焊盘,第一数据处理芯片位于陀螺仪传感器的正面上,第一数据处理芯片与第一内部焊盘和第一外接焊盘电连接,加速度传感器的正面具有若干第二内部 焊盘和第二外接焊盘,第二数据处理芯片位于加速度传感器的正面,第二数据处理芯片与第二内部焊盘和第二外接焊盘电连接,磁感应传感器的正面具有第三内部焊盘和第三外接焊盘,第三数据处理芯片位于磁感应传感器正面上,第三数据处理芯片与第三内部焊盘和第三外接焊盘电连接。
[0029]
可选的,所述第一数据处理芯片包括正面和相对的背面,所述第一数据处理芯片的正面具有输入焊盘和输出焊盘,第一数据处理芯片的输入焊盘通过第四金属连接结构与第一内部焊盘电连接,第一数据处理芯片的输出焊盘通过第五金属连接结构与第一外接焊盘电连接,所述第二数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第二数据处理芯片的正面,第二数据处理芯片的输入焊盘通过第六金属连接结构与第二内部焊盘电连接,第二数据处理芯片的输出焊盘通过第七金属连接结构与第二外接焊盘电连接,所述第三数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第三数据处理芯片的正面,第三数据处理芯片的输入焊盘通过第八金属连接结构与第三内部焊盘电连接,第三数据处理芯片的输出焊盘通过第九金属连接结构与第三外接焊盘电连接。
[0030]
可选的,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面;或者所述第一数据处理芯片倒装在陀螺仪传感器的正面上,所述第二数据处理芯片倒装在加速度传感器的正面上,所述第三数据处理芯片倒装在磁感应传感器的正面上-。
[0031]
可选的,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面时,所述第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片的背面形成凹槽。
[0032]
可选的,所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器,所述加速度传感器为三轴加速度传感器,所述磁感应传感器为三轴磁感应传感器。
[0033]
本发明还提供了一种MEMS传感器封装结构,包括:
[0034]
基板,所述基板包括第一表面和相对的第二表面,所述基板具有互连线路;陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器,所述陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器均包括正面和相对的背面,所述陀螺仪传感器的正面包括若干第一外接焊盘,所述加速度传感器的正面包括若干第二外接焊盘,所述磁感应传感器的正面包括若干第三外接焊盘;所述陀螺仪传感器和加速度传感器安装在基板的第一表面,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与互连线路电连接;所述磁感应传感器安装在基板的第二表面,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与互连线路电连接;位于所述基板第二表面上的若干焊接凸起,所述焊接凸起与互连线路电连接,焊接凸起用于与外部电路电连接。
[0035]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于第二表面上的金属线路层,第一互连线路、第二互连线路与金属线路层相互绝缘,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;位于基板的第二表面的若干焊接凸起,所述焊机凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,所述第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[0036]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第一互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第二互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接 焊盘电连接;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[0037]
可选的,还包括:至少密封所述金属线的点胶层。
[0038]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述陀螺仪传感器还包括角速度感应区,陀螺仪传感器正面上具有第一密封盖,第一密封盖密封所述角速度感应区,若干第一外接焊盘位于第一密封盖两侧;所述加速度传感器还包括加速度感应区,加速度传感器正面上具有第二密封盖,第二密封盖密封所述加速度感应区,若干第二外接焊盘位于第二密封盖两侧。
[0039]
可选的,所述磁感应传感器倒装在基板的第二表面上,所述第三金属连接结构位于第三外接焊盘的表面;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接。
[0040]
可选的,还包括数据处理芯片,数据处理芯片与互连线路电连接。
[0041]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第三互连线路和第四互连线路,以及位于基板的第二表面上的若干第一金属线路层和若干第二金属线路层,第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层之间相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第一金属线路层电连接;数据处理芯片安装在基板的第二表面,数据处理芯片与第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层电连接;焊接凸起位于基板的第二表面上的第二金属线路层的表面,且与第二金属线路层电连接。
[0042]
可选的,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第三互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第四互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[0043]
可选的,所述信号处理芯片倒装在基板的第二表面;或者所述信号处理芯片的背面贴合于基板的第二表面,所述信号处理芯片通过金属线与第三互连线路、第四互连线路和第二金属线路层电连接。
[0044]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第五互连线路和第六互连线路,以及位于基板的第一表面的若干第三金属线路层和若干第四金属线路层,第五互连线路、第六互连线路、第三金属线路层和第四金属线路层相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三金属线路层电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四金属线路层电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第五互连线路电连接;数据处理芯片安装在基板的第一表面,数据处理芯片与第三金属线路层、第四金属线路层、第五互连线路和第六互连线路电连接;所述互连线路还包括位于基板的第二表面上的若干第五金属线路层,第五金属线路层与第六互连线路电连接,焊接凸起位于第五金属线路层的表面,且与第五金属线路层电连接。
[0045]
可选的,还包括第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片,所述第一数据处理芯片与陀螺仪传感器电连接,所述第二数据处 理芯片与加速度传感器电连接,所述第三数据处理芯片与磁感应传感器电连接。
[0046]
可选的,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于基板的第二表面上的金属线路层;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;位于基板的第二表面的若干焊接凸起,所述焊接凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[0047]
可选的,陀螺仪传感器的正面具有若干第一内部焊盘和第一外接焊盘,第一数据处理芯片位于陀螺仪传感器的正面上,第一数据处理芯片与第一内部焊盘和第一外接焊盘电连接,加速度传感器的正面具有若干第二内部焊盘和第二外接焊盘,第二数据处理芯片位于加速度传感器的正面,第二数据处理芯片与第二内部焊盘和第二外接焊盘电连接,磁感应传感器的正面具有第三内部焊盘和第三外接焊盘,第三数据处理芯片位于磁感应传感器正面上,第三数据处理芯片与第三内部焊盘和第三外接焊盘电连接。
[0048]
可选的,所述第一数据处理芯片包括正面和相对的背面,所述第一数据处理芯片的正面具有输入焊盘和输出焊盘,第一数据处理芯片的输入焊盘通过第四金属连接结构与第一内部焊盘电连接,第一数据处理芯片的输出焊盘通过第五金属连接结构与第一外接焊盘电连接,所述第二数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第二数据处理芯片的正面,第二数据处理芯片的输入焊盘通过第六金属连接结构与第二内部焊盘电连接,第二数据处理芯片的输出焊盘通过第七金属连接结构与第二外接焊盘电连接,所述第三数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第三数据处理芯片的正面,第三数据处理芯片的输入焊盘通过第八金属连接结构与第三内部焊盘电连接,第三数据处理芯片的输出焊盘通过第九金属连接结构与第三外接焊盘电连接。
[0049]
可选的,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面;或者所述第一数据处理芯片倒装在陀螺仪传感器的正面上,所述第二数据处理芯片倒装在加速度传感器的正面上,所述第三数据处理芯片倒装在磁感应传感器的正面上。
[0050]
可选的,所述第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片的背面形成凹槽。
[0051]
可选的,所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器,所述加速度传感器为三轴加速度传感器,所述磁感应传感器为三轴磁感应传感器。
[0052]
与现有技术相比,本发明技术方案具有以下优点:
[0053]
本发明的封装方法和封装结构,使得陀螺仪传感器、加速度传感器、磁感应触感器集成在一个MEMS封装结构中,减小了MEMS封装结构的体积,提高了集成度。并且,由于磁感应触感器对磁性材料比较敏感,本发明中磁感应触感器相对于陀螺仪传感器和加速度传感器安装在基板的不同表面,使得磁感应触感器不会受到陀螺仪传感器、加速度传感器的干扰,提高MEMS封装结构的检测精度。
[0054]
进一步,在基板的第二表面形成金属线路层,磁感应传感器倒装在基板的第二表面并通过第三金属连接结构与金属线路层电连接这样的连接方式,使得磁感应传感器的背面到基板的第二表面的厚度较小,后续在基板的第二表面形成焊接凸起时,焊接凸起的高度可以较小,有利于减少焊接凸起形成的工艺难度以及减少整个封装结构的体积。
[0055]
进一步,第一金属连接结构或贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,第二金属连接结构或贯穿加速度传感器的背面和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接,当陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,使得第一金属连接结构与第一互连线路电连接,使得第二金属连接结构与第二互连线路电连接的连接方式,使得陀螺仪传感器和加速度传感器与基板 的第一表面之间的厚度较小,有利于减小封装结构的体积。
[0056]
进一步,第一金属连接结构形成在陀螺仪传感器的第一外接焊盘表面,第二金属连接结构形成在加速度传感器的第一外接焊盘表面,因而所述陀螺仪传感器和加速度传感器可以分别倒装在基板的第一表面上分别与第一互连线路和第二互连线路连接,减小工艺难度,并有利于减小封装结构的体积。
[0057]
进一步,第三金属连接结构或贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,在减小磁感应传感器的表面到第一基板第二表面厚度的同时,使得磁感应传感器的磁感应区能远离基板的第一表面上的陀螺仪传感器和加速度触感器,在减小封装结构的体积的同时,提高磁感应传感器的检测精度。
[0058]
本发明的实现封装结构和封装方法实现了一个数据处理芯片与陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器的集成封装,减小了封装结构的体积,并且所述数据处理芯片能对陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器感应的信号进行处理,并将处理后的信号从焊接凸起传输。
[0059]
本发明的封装结构和封装方法,数据处理芯片与陀螺仪传感器和加速度传感器均封装与基板的第一表面上,而磁感应传感器封装在基板的第二表面上,在实现一个数据处理芯片与陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器的集成封装,减小了封装结构的体积,并且所述数据处理芯片能对陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器感应的信号进行处理,并将处理后的信号从焊接凸起传输,同时由于数据处理芯片与陀螺仪传感器和加速度传感器均封装与基板的第一表面上,而磁感应传感器封装在基板的第二表面上,更利于基板的第二表面上形成的焊接凸起的布局。
[0060]
本发明封装结构和封装方法,实现陀螺仪传感器模块、加速度传感器模块、和磁感应传感器模块的集成封装,减小了封装结构的体积,并且第一数据处理芯片,第二数据处理芯片和第三数据处理芯片可以单独对对应的陀螺仪传感器、加速度传感器、和磁感应传感器感应的信号进行处理, 提高了处理的效率,并将处理后的信号通过第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起输出。

附图说明

[0061]
图1-图8为本发明第一实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图;其中,图1为一种基板的示意图;图2为一种陀螺仪传感器的示意图;图3为一种加速度传感器的示意图;图4为一种磁感应传感器的示意图;图5为陀螺仪传感器和加速度传感器安装到基板的示意图;图6为在图5中基板第二表面设有金属线路层的示意图;图7为在图6中安装磁感应传感器的示意图;图8为图7中设置焊接凸起的示意图;
[0062]
图9-图14为本发明第二实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图;其中,图9为一种陀螺仪传感器的示意图;图10为一种加速度传感器的示意图;图11为另一种陀螺仪传感器的示意图;图12为另一种加速度传感器的示意图;图13为图9、10中陀螺仪传感器、加速度传感器安装到基板的示意图;图14为图11、12中陀螺仪传感器、加速度传感器安装到基板的示意图;
[0063]
图15-图17为本发明第三实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图;其中,图15为一种陀螺仪传感器的示意图;图16为一种加速度传感器的示意图;图17为图15、16中陀螺仪传感器、加速度传感器安装到基板的示意图;
[0064]
图18-图21为本发明第四实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图;图18为一种磁感应传感器的示意图;图19为另一种磁感应传感器的示意图;图20为图18中磁感应传感器安装到基板的示意图;图21为图19中磁感应传感器安装到基板的示意图;
[0065]
图22-图23为本发明第五实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图;其中,图22、23中的基板还安装有数据处理芯片;
[0066]
图24-图25为本发明第六实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结 构示意图;其中,图24、25的基板还安装有数据处理芯片,且与陀螺仪传感器、加速度传感器均位于基板的第一表面;
[0067]
图26-图37为本发明第七实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图;其中,图26为第一种陀螺仪传感器模块的示意图;图27为第一种加速度传感器模块的示意图;图28为第一种磁感应传感器模块的示意图;图29为第二种陀螺仪传感器模块的示意图;图30为第二种加速度传感器模块的示意图;图31为第二种磁感应传感器模块的示意图;图32为第三种陀螺仪传感器模块的示意图;图33为第三种加速度传感器模块的示意图;图34为第三种磁感应传感器模块的示意图;图35-37分别为三种陀螺仪传感器、加速度传感器、磁感应传感器模块安装于基板的示意图。

具体实施方式

[0068]
如背景技术所言,现在的MEMS加速度传感器、MEMS陀螺仪传感器和MEMS磁感应传感器均是分开设计制作,然后独立进行封装的,由于各种传感器分别设计制作并独立进行封装,这使得现有的MEMS器件体积较大、成本较高。
[0069]
为此本发明提供了一种MEMS传感器封装结构极其形成方法,实现了加速度传感器、陀螺仪传感器和磁感应传感器的集成封装,减小了封装结构的体积。
[0070]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在详述本发明实施例时,为便于说明,示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明的保护范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0071]
第一实施例
[0072]
图1-图8为本发明第一实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0073]
参考图1,提供基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100具有互连线路。
[0074]
本实施例中,所述互连线路包括位于基板100中的第一互连线路103和第二互连线路104。
[0075]
所述第一互连线路103和第二互连线路104用于将基板100的第一表面101的电连接点引至基板100的第二表面102。
[0076]
本实施例中,第一互连线路103后续实现基板100的第一表面101上安装的陀螺仪传感器与基板100的第二表面102上形成的焊接凸起电连接,第二互连线路104后续实现基板100的第一表面101上安装的与加速度传感器基板100的第二表面102上形成的焊接凸起电连接的电连接。
[0077]
所述基板100可以为印刷线路板、BT(Bismaleimide Triazine)树脂基板或半导体基板中的一种。所述基板100为半导体基板时,半导体基板可以为硅基板、锗基板、硅锗基板或其他合适的半导体材料基板。
[0078]
在一实施例中,所述基板100为印刷线路板、BT(Bismaleimide Triazine)树脂基板时,所述基板可以为单层或多层堆叠结构,相应的所述第一互连线路103和第二互连线路104也可以为单层或多层堆叠结构。所述第一互连线路103和第二互连线路104为多层堆叠结构时,所述第一互连线路103和第二互连线路104可以包括多层金属线路层和将相邻层的金属线路层互连的金属插塞或过孔连接结构。
[0079]
在另一实施例中,所述基板100为半导体基板时,所述第一互连线路103和第二互连线路104可以包括贯穿半导体基板的通孔互连结构以及位于半导体基板的第一表面和/或第二表面上的与通孔互连结构电连接的再布线金属线路层。
[0080]
所述第一互连线路103和第二互连线路104的数量为多个(≥2个),不同的第一互连线路103和/或第二互连线路104之间是相互隔离的,且相互绝缘的。本实施例中,所述第一互连线路103的数量与后续安装的陀螺仪传感器上的第一外接焊盘的数量一致,所述第二互连线路104数量与后 续安装的加速度传感器的第二外接焊盘的数量一致。
[0081]
参考图2、图3和图4,提供陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41,所述陀螺仪传感器21包括若干第一外接焊盘202,所述加速度传感器31包括若干第二外接焊盘302,所述磁感应传感器41包括若干第三外接焊盘402。
[0082]
所述陀螺仪传感器21用于检测物体(比如手机或汽车)的角速度,即陀螺仪传感器21可以感应物体的加速度,从而产生电信号。
[0083]
在一实施例中,所述陀螺仪传感器21包括角速度感应区201和位于角速度感应区201周围的第一外接焊盘202,所述角速度感应区201用于感应物体的加速度,产生电信号,所述第一外接焊盘202作为陀螺仪传感器21与外部的芯片或电路进行电信号传递的电连接点。所述陀螺仪传感器21中还形成有关联电路(图中未示出),关联电路将角速度感应区201与第一外接焊盘202电连接,角速度感应区201感应产生的电信号可以通过关联电路传输到第一外接焊盘202。在一实施例中,所述陀螺仪传感器21正面上具有第一密封盖210,第一密封盖210密封所述角速度感应区201,若干第一外接焊盘202位于第一密封盖210两侧,所述第一密封盖210将角速度感应区201密封,在后续的封装过程中防止角速度感应区201的损伤或者在使用时防潮防腐蚀,且若干第一外接焊盘202位于第一密封盖210两侧,第一密封盖210的存在不会影响后续的封装过程。第一密封盖210的材料可以为硅,玻璃或陶瓷,可以通过粘合层粘合或者键合工艺形成在陀螺仪传感器21正面上。
[0084]
所述第一外接焊盘202的数量为多个(大于等于2个),部分第一外接焊盘可以传输感应的电信号,部分第一外接焊盘可以接受外部的控制信号或者电源信号。
[0085]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘21和角速度感应区201位于陀螺仪传感器21的正面。
[0086]
所述加速度传感器31用于检测物体(比如手机或汽车)的加速度,即 加速度传感器31可以感应物体的加速度,从而产生电信号。
[0087]
在一实施例中,所述加速度传感器31包括加速度感应区301和位于加速度感应区301周围的第二外接焊盘302,所述加速度感应区301用于感应物体的加速度,产生电信号,所述第二外接焊盘302作为加速度传感器31与外部的芯片或电路进行电信号传递的电连接点。所述加速度传感器31中还形成有关联电路(图中未示出),关联电路将加速度感应区301与第二外接焊盘302电连接,加速度感应区301感应产生的电信号可以通过关联电路传输到第二外接焊盘302。在一实施例中,所述加速度传感器301正面上具有第二密封盖310,第二密封盖310密封所述加速度感应区301,若干第二外接焊盘302位于第二密封盖310两侧,第二密封盖310密封所述加速度感应区301,在后续的封装过程中防止加速度感应区301的损伤或者在使用时防潮防腐蚀,且若干第二外接焊盘302位于第二密封盖310两侧,第二密封盖310的存在不会影响后续的封装过程。第二密封盖310的材料可以为硅,玻璃或陶瓷,可以通过粘合层粘合或者键合工艺形成在加速度传感器301正面上。
[0088]
所述加速度传感器31和所述陀螺仪传感器21均包括正面和相对的背面,具体在该实施例中,所述第二外接焊盘302和加速度感应区301位于加速度传感器31的正面,所述第一外接焊盘202和角速度感应区201位于陀螺仪传感器21的正面。
[0089]
所述磁感应传感器41用于检测物体(比如手机或汽车)的磁场,即磁感应传感器41可以感应物体的加速度,从而产生电信号。
[0090]
在一实施例中,所述磁感应传感器41包括磁场感应区401和位于磁场感应区401周围的第三外接焊盘402,所述磁场感应区401用于感应物体的加速度,产生电信号,所述第三外接焊盘402作为磁感应传感器41与外部的芯片或电路进行电信号传递的电连接点。所述磁感应传感器41中还形成有关联电路(图中未示出),关联电路将磁场感应区401与第三外接焊盘402电连接,磁场感应区401感应产生的电信号可以通过关联电路传输到第三外接焊盘402。
[0091]
所述第三外接焊盘402的数量为多个(大于等于2个),部分第三外接焊盘可以传输感应的电信号,部分第三外接焊盘可以接受外部的控制信号或者电源信号。
[0092]
所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘41和磁场感应区401位于磁感应传感器41的正面。
[0093]
所述陀螺仪传感器21可以为单轴或多轴(≥2轴)陀螺仪传感器,在一实施例中,陀螺仪传感器21为三轴陀螺仪传感器时,三轴陀螺仪传感器可以用于感应三个方向的角速度,所述三个方向指第一方向、第二方向和第三方向,第一方向垂直第二方向,第三方向垂直于第一方向和第二方向所在的平面。
[0094]
所述加速度传感器31可以为单轴或多轴(≥2轴)加速度传感器,在一实施例中,加速度传感器31为三轴加速度传感器时,三轴加速度传感器可以用于感应三个方向的加速度,所述三个方向指第一方向、第二方向和第三方向,第一方向垂直第二方向,第三方向垂直于第一方向和第二方向所在的平面。
[0095]
所述磁感应传感器41可以为单轴或多轴(≥2轴)加速度传感器,在一实施例中,磁感应传感器41为三轴磁感应传感器时,三轴磁感应传感器可以用于感应三个方向的磁场,所述三个方向指第一方向、第二方向和第三方向,第一方向垂直第二方向,第三方向垂直于一方向和第二方向所在的平面。
[0096]
参考图5,将陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202通过第一金属连接结构109与第一互连线路103电连接,加速度传感器31的第二外接焊盘302通过第二金属连接结构108与第二互连线路104电连接。
[0097]
陀螺仪传感器21和加速度传感器31的背面贴合于基板100的第一表面,本实施例中,陀螺仪传感器21和加速度传感器31的背面通过粘合层105、106贴合于基板100的第一表面。所述粘合层308的材料为环氧树脂 胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。
[0098]
所述通过粘合层105、106形成过程可以为:通过贴膜工艺、印胶工艺或滚胶工艺在基板100的第一表面101上形成粘合材料层,通过曝光和显影工艺对粘合材料层进行图形化,在基板上形成粘合层105、106,粘合层105、106的大小和位置与陀螺仪传感器21和加速度传感器31的背面的大小以及陀螺仪传感器21和加速度传感器31贴合在基板300的第一表面31上的位置对应。
[0099]
本实施例中,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第一互连线路103电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第二互连线路104电连接,第二金属连接结构108的中间部分悬空在加速度传感器31两侧。
[0100]
所述第一金属连接结构109和第二金属连接结构108可以通过引线键合工艺形成。
[0101]
本实施中,陀螺仪传感器21和加速度传感器31的背面通过粘合层105、106贴合于基板100的第一表面,并且通过引线键合工艺第一金属连接结构109和第二金属连接结构108的这样的连接方式或工艺过程可以防止其他工艺步骤(比如热处理工艺)对陀螺仪传感器21和加速度传感器31的损伤。
[0102]
在一实施例中,在形成第一金属连接结构109和第二金属连接结构108后,形成至少密封所述第一金属连接结构109和第二金属连接结构108(金属线)的点胶层。所述点胶层可以包括覆盖第一金属连接结构109的第一点胶层和覆盖第二金属连接结构108的第二点胶层,第一点胶层和第二点胶层分别形成。所述点胶层还可以为一体结构,同时覆盖第一金属连接结构109和第二金属连接结构108。所述点胶层除了覆盖第一金属连接结构109和第二金属连接结构108,还可以覆盖基板100的第一表面101以及陀螺仪传感器21和加速度传感器31,且点胶层具有平坦的表面,使得点胶 层可以作为平台,便于后续在便于后续在基板100的第二表面进行安装磁感应传感器41和形成焊接凸起等工艺步骤。在一实施例中,点胶层的材料为树脂(胶),形成工艺为点胶工艺、注塑工艺或转塑工艺。
[0103]
参考图6,在基板100的第二表面102上形成金属线路层110。
[0104]
所述金属线路层110作为互连结构的一部分,即本实施例中,所述互连线路除了包括位于基板100中的第一互连线路103和第二互连线路104,还包括位于基板100的第二表面上的金属线路层110,第一互连线路103、第二互连线路104和金属线路层110之间相互绝缘。
[0105]
所述金属线路层110用于后续与磁感应传感器连接,金属线路层100作为第一部分金属线路层,在基板100的第二表面102形成金属线路层100的同时,在基板100的第二表面102还可以形成第二部分金属线路层和第三部分金属线路层,第二部分金属线路层与第一互连线路103电连接,第三部分金属线路层与第二互连线路104电连接,第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分金属线路层相互之间是不电连接的。
[0106]
本实例中,第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分金属线路层同时形成且厚度相同,第一部分金属线路层用于将磁感应传感器的第三外接焊盘引至基板的第二表面,便于与第一部分金属线路层表面形成的第三焊接凸起实现电连接,第二部分金属线路层作为与第一互连线路连接的焊盘,便于后续在第一部分金属线路层表面形成第一焊接凸起,第三部分金属线路层作为与第二互连线路连接的焊盘,便于后续在第三部分金属线路层表面形成第二焊接凸起,第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分金属线路层的厚度相同,使得形成第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起的高度保持一致,减小第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起工艺难度。
[0107]
本实施例中,所述第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分金属线路层是位于基板100的第二表面102上,在其他实施例中,所述第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分金属线路层嵌入基板100的内部,第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分 金属线路层的表面与基板100的第二表面102齐平,第一部分金属线路层、第二部分金属线路层和第三部分金属线路层的形成工艺可以与形成第一互连线路和第二互连线路同时进行,在简化工艺步骤的同时,有利于减小封装结构的体积。
[0108]
在一实施例中,所述金属线路层110的形成步骤在将陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别安装在基板100的第一表面101的步骤之前进行,一方面减小金属线路层110的形成工艺难度,另一方面,防止形成金属线路层110时对陀螺仪传感器21和加速度传感器31的损伤。
[0109]
所述金属线路层304的材料可以为W、Al、Cu、Ti、Ag、Au、Pt、Ni其中一种或几种。
[0110]
在一实施例中,所述金属线路层110的形成过程为:在基板100的第二表面102形成金属材料层,金属材料层的形成工艺可以为溅射;在金属材料层表面形成掩膜层,所述掩膜层中具有暴露出金属材料层表面的若干开口;以所述掩膜层为掩膜,刻蚀去除开口暴露的金属材料层,基板100的第二表面102剩余的金属材料层为金属线路层;去除所述掩膜层。
[0111]
在另一实施例中,所述金属线路层110的形成过程为:在所述基板100的第二表面102形成介质层,所述介质层中具有暴露出基板100的第二表面102的若干凹槽;在凹槽中形成填充满凹槽的金属线路层110,所述填充工艺为电镀。
[0112]
在其他实施例中,所述金属线路层110也可以通过印刷工艺形成。
[0113]
参考图7,将磁感应传感器41安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器41的第三外接焊盘402通过第三金属连接结构111与互连线路(金属线路层110)电连接。
[0114]
本实施例中,在基板100的第二表面102形成金属线路层110,磁感应传感器41倒装在基板的第二表面102并通过第三金属连接结构111与金属线路层110电连接这样的连接方式,使得磁感应传感器41的背面到基板100的第二表面102的厚度较小,后续在基板100的第二表面102形成焊 接凸起时,焊接凸起的高度可以较小,有利于减少焊接凸起形成的工艺难度以及减少整个封装结构的体积。
[0115]
本实施例中,所述第三金属连接结构111与金属线路层110中的第一部分金属线路层电连接。
[0116]
所述第三金属连接结构111的材料的焊料,锡、锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑等金属中的一种或者多种。
[0117]
由于将所述磁感应传感器41倒装在基板100的第二表面102上时,需要进行回流工艺(热处理工艺),使得第三金属连接结构111与基板100的第二表面102上的金属线路层110电连接,因而,在一实施例中,所述磁感应传感器41倒装在基板100的第二表面102上的步骤,在将陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别安装在基板100的第一表面101的步骤之前以及在基板100的第二表面102上形成金属线路层110步骤之后进行,从而防止回流工艺对陀螺仪传感器21和加速度传感器31的损伤。
[0118]
在一实施例中,还包括形成覆盖所述磁感应传感器41以及第三金属连接结构111表面以及填充相邻第三金属连接结构111空间的第三点胶层,通过第三点胶层和基板100的第二表面102将磁感应传感器41的磁场感应区401密封,防止后续封装过程对磁场感应区401的损伤以及在使用过程中防潮防腐蚀,并且通过形成第三点胶层,无需额外在磁感应传感器41的正面形成密封盖,减小封装结构的体积的同时,实现密封功能。第三点胶层的材料为树脂胶,形成工艺为点胶工艺。
[0119]
参考图8,在基板100的第二表面102形成若干焊接凸起,焊接凸起与互连线路电连接。
[0120]
本实施例中所述焊接凸起包括第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113,第一焊接凸起112与第一互连线路103电连接,第二焊接凸起114与第二互连线路104电连接,第三焊接凸起113与金属线路层110电连接。
[0121]
本实施例中,所述第一焊接凸起112通过第二部分金属线路层与第一互连线路电连接,所述第二焊接凸起114通过第三部分金属线路层与第二互连线路电连接,所述第三焊接凸起113与金属线路层110(第三部分金属线路层)电连接。
[0122]
所述第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113的材料为焊料,所述焊料可以为锡、锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑等金属中的一种或者多种。第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113可以通过电镀或网板应刷工艺形成。
[0123]
在其他实施例中,所述第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113包括位于基板100的第二表面102上的金属凸块和位于金属凸块表面的焊料层,金属凸块的材料可以为铝、镍、锡、钨、铂、铜、钛、铬、钽、金、银中的一种或几种;焊料层的材料可以为锡、锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑等金属中的一种或者多种。
[0124]
第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113作为整个MEMS封装结构与外部的芯片或电路进行通信的端口,使得陀螺仪传感器21、加速度传感器31、磁感应触感器41感应的电信号可以通过第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113传出。
[0125]
在其他实施例中,还包括形成覆盖基板100的第二表面102以及第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113部分侧壁表面的塑封层。本实施例中,通过上述方法使得陀螺仪传感器21、加速度传感器31、磁感应触感器41集成在一个MEMS封装结构中,减小了MEMS封装结构的体积,提高了集成度。并且,由于磁感应触感器41对磁性材料比较敏感,本发明中磁感应触感器41相对于陀螺仪传感器21和加速度传感器31安装在基板100的不同表面,使得磁感应触感器41不会受到陀螺仪传感器21、加速度传感器31的干扰,提高MEMS封装结构的检测精度。
[0126]
第二实施例
[0127]
图9-图14为本发明第二实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0128]
本实施例与前述实施例的区别在于,陀螺仪传感器21与第一互连线路103、加速度传感器31与第二互连线路104的连接方式不同,本实施例中,第一金属连接结构203或206贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,第二金属连接结构303或306贯穿加速度传感器31的背面和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接,当陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,使得第一金属连接结构203与第一互连线路103电连接,使得第二金属连接结构203与第二互连线路104电连接的连接方式,使得陀螺仪传感器21和加速度传感器31与基板100的第一表面101之间的厚度较小,有利于减小封装结构的体积。需要说明的是,本实施例中相同结构或类似结构的形成过程和设置请参考前述实施例中相关结构的形成过程和设置,在本实施例中不再赘述。
[0129]
参考图9和图11,陀螺仪传感器21中形成有第一金属连接结构203或206,所述第一金属连接结构203或206贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接。
[0130]
在一实施例中,请参考图9,所述第一金属连接结构203的形成过程为:沿背面刻蚀所述刻蚀陀螺仪传感器21,在陀螺仪传感器21中形成暴露出第一外接焊盘202底部表面的刻蚀孔;在刻蚀孔中填充满金属,形成第一金属连接结构203。
[0131]
在另一实施例中,请参考图11,所述第一金属连接结构206的形成过程为:沿背面刻蚀所述陀螺仪传感器21,在陀螺仪传感器21中形成暴露出第一外接焊盘202底部表面的凹槽;在所述凹槽的侧壁和底部表面以及陀螺仪传感器21的背面形成金属线路层,刻蚀去除陀螺仪传感器21背面上的部分金属线路层,在凹槽的侧壁和底部表面以及陀螺仪传感器21的部分背面上形成第一金属连接结构206;形成填充满剩余的凹槽以及陀螺仪传感器21背面上的相邻第一金属连接结构206之间空隙的绝缘介质层,绝 缘介质层的表面与陀螺仪传感器21背面上的第一金属连接结构206表面齐平。
[0132]
在其他实施例中,所述第一金属连接结构203或206的表面还可以形成焊料层。
[0133]
参考图10和12,加速度传感器31中形成有第二金属连接结构303或306,所述第二金属连接结构303或306贯穿加速度传感器31的背面和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接。
[0134]
在一实施例中,请参考图10,所述第二金属连接结构303的形成过程为:沿背面刻蚀所述刻蚀加速度传感器31,在加速度传感器31中形成暴露出第二外接焊盘302底部表面的刻蚀孔;在刻蚀孔中填充满金属,形成第二金属连接结构303。
[0135]
在另一实施例中,请参考图12,所述第二金属连接结构306的形成过程为:沿背面刻蚀所述加速度传感器31,在加速度传感器31中形成暴露出第二外接焊盘302底部表面的凹槽;在所述凹槽的侧壁和底部表面以及加速度传感器31的背面形成金属线路层,刻蚀去除加速度传感器31背面上的部分金属线路层,在凹槽的侧壁和底部表面以及加速度传感器31的部分背面上形成第二金属连接结构306;形成填充满剩余的凹槽以及加速度传感器31背面上的相邻第二金属连接结构306之间空隙的绝缘介质层,绝缘介质层的表面与加速度传感器31背面上的第二金属连接结构306表面齐平。
[0136]
在其他实施例中,所述第二金属连接结构303或306的表面还可以形成焊料层。
[0137]
参考图13,将图9和图11所示的陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,使得第一金属连接结构203与第一互连线路103电连接,使得第二金属连接结构203与第二互连线路104电连接。
[0138]
贴合过程可以采用直接键合工艺、金属扩散键合、阳极键合、焊料键 合中一种或几种的组合。
[0139]
在另一实施例中,请参考图14,将图10和图12所示的陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,使得第一金属连接结构203与第一互连线路103电连接,使得第二金属连接结构203与第二互连线路104电连接。
[0140]
贴合过程可以采用直接键合工艺、金属扩散键合、阳极键合、焊料键合中一种或几种的组合。
[0141]
第三实施例
[0142]
图15-图17为本发明第三实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0143]
本实施例与前述实施例的区别在于,陀螺仪传感器21与第一互连线路、加速度传感器31与第二互连线路的连接方式不同,本实施例中第一金属连接结构208形成在陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202表面,第二金属连接结构308形成在加速度传感器31的第一外接焊盘302表面,因而所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31可以分别倒装在基板100的第一表面101上分别与第一互连线路103和第二互连线路104连接,减小工艺难度,并有利于减小封装结构的体积。需要说明的是,本实施例中相同结构或类似结构的形成过程和设置请参考前述实施例中相关结构的形成过程和设置,在本实施例中不再赘述。
[0144]
参考图15和图16,在陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202表面形成第一金属连接结构208,在加速度传感器31的第二外接焊盘302表面形成第二金属连接结构308。
[0145]
所述第一金属连接结构208和第二金属连接结构308的材料为焊料,所述焊料可以为锡、锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑等金属中的一种或者多种。第一金属连接结构208和第二金属连接结构308可以通过电镀或网板应刷工艺形成。
[0146]
参考图17,将图15和图16所示的陀螺仪传感器21和加速度传感器 31分别倒装在基板100的第一表面101上,第一金属连接结构208与第一互连线路103电连接,第二金属连接结构308与第二互连线路104电连接。
[0147]
在一实施例中,还包括形成覆盖所述陀螺仪传感器21以及第一金属连接结构208表面以及填充相邻第一金属连接结构208空间的第四点胶层,通过第三点胶层和基板的第一表面将陀螺仪传感器21的角速度感应区201密封,防止后续封装过程对角速度感应区201的损伤以及在使用过程中防潮防腐蚀,并且通过形成第三点胶层,无需额外在陀螺仪传感器21的正面形成密封盖,减小封装结构的体积的同时,实现密封功能。第四点胶层的材料为树脂(胶),形成工艺为点胶工艺、注塑工艺或转塑工艺。
[0148]
还包括形成覆盖所述加速度传感器31以及第二金属连接结构308表面以及填充相邻第二金属连接结构308空间的第五点胶层,通过第五点胶层和基板的第一表面将加速度传感器31的加速度感应区301密封,防止后续封装过程对加速度感应区301的损伤以及在使用过程中防潮防腐蚀,并且通过形成第五点胶层,无需额外在加速度传感器31的正面形成密封盖,减小封装结构的体积的同时,实现密封功能。第五点胶层的材料为树脂胶(胶),形成工艺为点胶工艺、注塑工艺或转塑工艺。
[0149]
第四实施例中
[0150]
图18-图20为本发明第四实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0151]
本实施例中与前述实施例中的区别在于,磁感应传感器41与基板100第二表面102上的金属线路层111的连接方式不同,第三金属连接结构403或406贯穿磁感应传感器41的背面和部分厚度,并与磁感应传感器41正面的第三外接焊盘402电连接,所述磁感应传感器41背面贴合于基板100的第二表面102,在减小磁感应传感器41的表面到第一基板100第二表面102厚度的同时,使得磁感应传感器41的磁感应区401能远离基板100的第一表面101上的陀螺仪传感器21和加速度触感器31,在减小封装结构的体积的同时,提高磁感应传感器的检测精度。需要说明的是,本实施例中相同结构或类似结构的形成过程和设置请参考前述实施例中相关结构的 形成过程和设置,在本实施例中不再赘述。并且,本实施例中,陀螺仪传感器21与第一互连线路、加速度传感器31与第二互连线路的连接方式除了图20和图21中披露的连接方式外,可以采用前述实施例中的任一种连接方式,在此不作特别限定。
[0152]
参考图18和19,在磁感应传感器41中形成第三金属连接结构403或406,所述第三金属连接结构403或406贯穿磁感应传感器41的背面和部分厚度,并与磁感应传感器41正面的第三外接焊盘402电连接。
[0153]
在一实施例中,请参考图18,所述第三金属连接结构403的形成过程为:沿背面刻蚀所述刻蚀磁感应传感器41,在磁感应传感器41中形成暴露出第三外接焊盘402底部表面的刻蚀孔;在刻蚀孔中填充满金属,形成第三金属连接结构403。
[0154]
在另一实施例中,请参考图19,所述第三金属连接结构406的形成过程为:沿背面刻蚀所述第三金属连接结构403,在第三金属连接结构403中形成暴露出第三外接焊盘402底部表面的凹槽;在所述凹槽的侧壁和底部表面以及第三金属连接结构406的背面形成金属线路层,刻蚀去除第三金属连接结构406背面上的部分金属线路层,在凹槽的侧壁和底部表面以及第三金属连接结构406的部分背面上形成第三金属连接结构406;形成填充满剩余的凹槽以及第三金属连接结构406背面上的相邻第三金属连接结构406之间空隙的绝缘介质层,绝缘介质层的表面与第三金属连接结构406背面上的第三金属连接结构406表面齐平。
[0155]
在一实施例中,所述磁感应传感器41正面上具有第三密封盖410,第三密封盖410密封所述磁场感应区401,若干第三外接焊盘402位于第三密封盖410两侧。第三密封盖410密封所述磁场感应区401,在后续的封装过程中防止磁场感应区401的损伤或者在使用时防潮防腐蚀,且若干第三外接焊盘402位于第三密封盖410两侧,第三密封盖410存在不会影响后续的封装过程。第三密封盖410的材料可以为硅,玻璃或陶瓷,可以通过粘合层粘合或者键合工艺形成在磁感应传感器41的正面上。
[0156]
在其他实施例中,所述第一金属连接结构203或206的表面还可以形 成焊料层。
[0157]
参考图20,将图18所示的磁感应传感器41的背面贴合于基板100的第二表面102,使得第一金属连接结构403与基板100的第二表面102上的金属线路层110电连接。
[0158]
在另一实施例中,请参考图21,将图18所示的磁感应传感器41的背面贴合于基板100的第二表面102,使得第一金属连接结构406与基板100的第二表面上的金属线路层110电连接。
[0159]
贴合过程可以采用直接键合工艺、金属扩散键合、阳极键合、焊料键合中一种或几种的组合。
[0160]
本实施例中,所述第三金属连接结构403或406贯穿磁感应传感器41的背面和部分厚度,并与磁感应传感器41正面的第三外接焊盘402电连接,所述磁感应传感器41背面贴合于基板100的第二表面102,且所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31的背面通过粘合层105、106贴合于基板100的第一表面101,通过引线键合工艺第一金属连接结构109和第二金属连接结构108,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第一互连线路103电连接,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第二互连线路104电连接。
[0161]
在其他实施例中,所述第三金属连接结构403或406贯穿磁感应传感器41的背面和部分厚度,并与磁感应传感器41正面的第三外接焊盘402电连接,所述磁感应传感器41背面贴合于基板100的第二表面102,且(参考图13和14)第一金属连接结构203或206贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,第二金属连接结构303或306贯穿加速度传感器31的背面和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接,陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,使得第一金属连接结构203与第一互连线路103电连接,陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41这样的集成封装方式,使得陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41表面到基板100第一表面101的后续均较小,有 利于减小封装结构的体积,并且磁感应传感器41的磁感应区401远离陀螺仪传感器21、加速度传感器31,使得磁感应传感器41受到陀螺仪传感器21、加速度传感器31的干扰很小,提高了磁感应传感器41的检测精度。
[0162]
本发明实施例,还提供给了一种MEMS传感器封装结构,请参考图8,包括:
[0163]
基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100具有互连线路,互连线路包括位于基板中的第一互连线路103和第二互连线路104;
[0164]
陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41,所述陀螺仪传感器21包括若干第一外接焊盘202,所述加速度传感器31包括若干第二外接焊盘302,所述磁感应传感器41包括若干第三外接焊盘401;
[0165]
陀螺仪传感器21和加速度传感器31安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202通过第一金属连接结构109与互连线路(第一互连线路103)电连接,加速度传感器31的第二外接焊盘302通过第二金属连接结构108与互连线路(第二互连线路104)电连接;
[0166]
互连线路还包括位于基板100的第二表面102上的若干金属线路层110;
[0167]
磁感应传感器41安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器41的第三外接焊盘402通过第三金属连接结构111与互连线路(金属线路层110)电连接;
[0168]
位于基板100的第二表面102的若干焊接凸起,焊接凸起与互连线路电连接,具体的焊接凸起包括第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113,第一焊接凸起112与第一互连线路103电连接,第二焊接凸起114与第二互连线路104电连接,第三焊接凸起113与金属线路层110电连接。
[0169]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘202位于陀螺仪传感器的正面,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面, 所述第二外接焊盘302位于加速度传感器的正面,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘402位于磁感应传感器的正面。
[0170]
本实施例中,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第一互连线路103电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构109的两端分别与第二外接焊盘302和第二互连线路104电连接,第二金属连接结构108的中间部分悬空在加速度传感器两侧。
[0171]
在另一实施例中,请参考图13或14,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,所述第一金属连接结构203/206贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,所述第二金属连接结构303/306贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接。
[0172]
在另一实施例中,所述第一金属连接结构208位于第一外接焊盘202的表面,第二金属连接结构308位于第二外接焊盘302的表面,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别倒装在基板100的第一表面101上。
[0173]
请继续参考图8,本实施中,所述第三金属连接结构111位于第三外接焊盘402的表面,所述磁感应传感器41倒装在基板100的第二表面402上。
[0174]
在另一实施例中,所述磁感应传感器41背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧。
[0175]
在另一实施例中,请参考图20和图21,所述磁感应传感器41背面贴合于基板100的第二表面102,所述第三金属连接结构403/406贯穿磁感应 传感器41的背面和部分厚度,并与磁感应传感器41正面的第三外接焊盘403电连接。
[0176]
在一实施例中,所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器,所述加速度传感器为三轴加速度传感器,所述磁感应传感器为三轴磁感应传感器。
[0177]
第五实施例
[0178]
图22-图23为本发明第五实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0179]
本实施例与前述实施例的区别在于,本实施例实现一个数据处理芯片501与陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41的集成封装,减小了封装结构的体积,并且所述数据处理芯片501能对陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41感应的信号进行处理,并将处理后的信号从焊接凸起传输。需要说明的是,本实施例中与前述实施例中相同或相似的结构、相同或相似的连接方式的限定或描述,请参考前述实施例中相应的结构、相应的连接方式的限定或描述,本实施例中不再赘述。
[0180]
参考图22,提供基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100中具有互连线路,本实施例中,所述互连线路包括位于基板100中的第三互连线路124和第四互连线路125,以及位于基板100的第二表面102上的若干第一金属线路层116和若干第二金属线路层117,第三互连线路124、第四互连线路125、第一金属线路层116和若干第二金属线路层117相互绝缘;
[0181]
提供陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41,所述陀螺仪传感器21包括若干第一外接焊盘202,所述加速度传感器31包括若干第二外接焊盘302,所述磁感应传感器41包括若干第三外接焊盘402;
[0182]
将陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202通过第一金属连接结构109与互连线路(第三互连线路124)电连接,加速度传感器31的第二外接焊盘302通过第二金属连接结构108与互连线路(第四互连线路125)电连 接;
[0183]
在基板100的第二表面102上形成若干第一金属线路层116和若干第二金属线路层117;
[0184]
将磁感应传感器41安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器41的第三外接焊盘402通过第三金属连接结构111与互连线路(第一金属线路层116)电连接;
[0185]
将数据处理芯片501倒装在基板100的第二表面102,数据处理芯片501与互连线路(第三互连线路124、第四互连线路125、第一金属线路层116和第二金属线路层117)电连接;
[0186]
在第二金属线路层117的表面形成焊接凸起115。
[0187]
所述数据处理芯片501用于对陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41感应的信号进行处理,并可以将处理后的信号通过焊接凸起115传输给其他的芯片或电路,所述数据处理芯片501中形成有信号处理电路(未示出),所述数据处理芯片501的表面具有与信号处理电路的电连接的若干输入焊盘503和输出焊盘502,输入焊盘503与相应的第三互连线路124、第四互连线路125、第一金属线路层116电连接,输出焊盘502与第二金属线路层117电连接。在具体的实施例中,数据处理芯片501的部分输入焊盘503通过第三互连线路124、第一金属连接结构109和第一外接焊盘202与陀螺仪传感器21电连接,数据处理芯片501的部分输入焊盘503通过第四互连线路125、第二金属连接结构108、第二外接焊盘302与加速度传感器31电连接,数据处理芯片501的部分输入焊盘503通过第一金属线路层116、第三金属连接结构111、第三外接焊盘402与磁感应传感器电连接。
[0188]
所述信号处理芯片501还可以通过焊接凸起115、第二金属线路层117和输出焊盘502接收外部的信号,并通过输入焊盘503传递出相应的控制信号给陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41。
[0189]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘202 位于陀螺仪传感器21的正面,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面,所述第二外接焊盘302位于加速度传感器21的正面,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘402位于磁感应传感器41的正面。
[0190]
本实施例中,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第三互连线路124电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第四互连线路125电连接,第二金属连接结构108的中间部分悬空在加速度传感器31两侧。
[0191]
所述金属线(第一金属连接结构109和第二金属连接结构108)的形成工艺为引线键合,在形成金属线后,还包括,形成至少密封所述金属线的点胶层。
[0192]
在另一实施例中,请参考图23,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,所述第一金属连接结构109贯穿陀螺仪传感器31的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,所述第二金属连接结构108贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接。
[0193]
在另一实施例中,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上(类似于图17所示的连接方式)。
[0194]
所述第三金属连接结构111位于第三外接焊盘402的表面,所述磁感应传感器41倒装在基板100的第二表面102上。
[0195]
在另一实施例中,所述磁感应传感器40背面贴合于基板100的第二表面102,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第 三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧(类似图20和图21所示的连接方式)。
[0196]
在另一实施例中,所述磁感应传感器41背面贴合于基板100的第二表面102,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接(类似图20和图21所示的连接方式)。
[0197]
第一金属线路层116和若干第二金属线路层117的形成工艺和相关限定请参考前述实施例中金属线路层的形成工艺和相关限定,在此不再赘述。
[0198]
本发明实施例还提供了一种MEMS传感器封装结构,请参考图22,包括:
[0199]
基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100具有互连线路,互连线路包括位于基板100中的第三互连线路124和第四互连线路125、以及位于基板100的第二表面102上的若干第一金属线路层116和若干第二金属线路层117;
[0200]
陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41,所述陀螺仪传感器21包括若干第一外接焊盘202,所述加速度传感器31包括若干第二外接焊盘302,所述磁感应传感器41包括若干第三外接焊盘402;
[0201]
陀螺仪传感器21和加速度传感器31安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器11的第一外接焊盘202通过第一金属连接结构109与互连线路(第三互连线路124)电连接,加速度传感器31的第二外接焊盘302通过第二金属连接结构108与互连线路(第四互连线路125)电连接;
[0202]
磁感应传感器41安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器41的第三外接焊盘402通过第三金属连接结构111与互连线路(第一金属线路层116)电连接;
[0203]
数据处理芯片501倒装在基板100的第二表面102,数据处理芯片401与互连线路(第三互连线路124、第四互连线路125、第一金属线路层116和第二金属线路层117)电连接;
[0204]
位于基板100的第二表面上的焊接凸起115,焊接凸起115与第二金属线路层117电连接。
[0205]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘202位于陀螺仪传感器21的正面,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面,所述第二外接焊盘302位于加速度传感器21的正面,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘402位于磁感应传感器41的正面。
[0206]
本实施例中,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第三互连线路124电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第四互连线路125电连接,第二金属连接结构108的中间部分悬空在加速度传感器31两侧。
[0207]
在另一实施例中,请参考图23,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,所述第一金属连接结构109贯穿陀螺仪传感器31的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,所述第二金属连接结构108贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接。
[0208]
在另一实施例中,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上(类似于图17所示的连接方式)。
[0209]
所述第三金属连接结构111位于第三外接焊盘402的表面,所述磁感应传感器41倒装在基板100的第二表面102上。
[0210]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘 和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧(类似图20和图21所示的连接方式)。
[0211]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接(类似图20和图21所示的连接方式)。
[0212]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘202位于陀螺仪传感器21的正面,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面,所述第二外接焊盘302位于加速度传感器21的正面,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘402位于磁感应传感器41的正面。
[0213]
本实施例中,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第三互连线路124电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第四互连线路125电连接,第二金属连接结构108的中间部分悬空在加速度传感器31两侧。
[0214]
在另一实施例中,请参考图23,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,所述第一金属连接结构109贯穿陀螺仪传感器31的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,所述第二金属连接结构108贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接。
[0215]
在另一实施例中,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上(类似于图17所示的连接方式)。
[0216]
所述第三金属连接结构111位于第三外接焊盘402的表面,所述磁感 应传感器41倒装在基板100的第二表面102上。
[0217]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧(类似图20和图21所示的连接方式)。
[0218]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接(类似图20和图21所示的连接方式)。
[0219]
所述数据处理芯片501的表面具有若干输入焊盘503和输出焊盘502,输入焊盘503与相应的第三互连线路124、第四互连线路125、第一金属线路层116电连接,输出焊盘502与第二金属线路层117电连接。
[0220]
第六实施例
[0221]
图24-图25为本发明第六实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0222]
本实施例与第五实施例的区别在于,数据处理芯片501与陀螺仪传感器21和加速度传感器31均封装与基板100的第一表面101上,而磁感应传感器41封装在基板100的第二表面102上,在实现一个数据处理芯片501与陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41的集成封装,减小了封装结构的体积,并且所述数据处理芯片501能对陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41感应的信号进行处理,并将处理后的信号从焊接凸起传输,同时由于数据处理芯片501与陀螺仪传感器21和加速度传感器31均封装与基板100的第一表面101上,而磁感应传感器41封装在基板100的第二表面上,更利于基板100的第二表面102上形成的焊接凸起的布局。需要说明的是,本实施例中与前述实施例中相同或相似的结构、相同或相似的连接方式的限定或描述,请参考前述实施例中相应的结构、相应的连接方式的限定或描述,本实施例中不再赘述。
[0223]
参考图24,提供基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的 第二表面1021,所述基板100具有互连线路;本实施例中所述互连线路包括位于基板100中的第五互连线路120和第六互连线路119,以及位于基板100的第一表面101形成的若干第三金属线路层122和若干第四金属线路层123;
[0224]
提供陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41,所述陀螺仪传感器21包括若干第一外接焊盘202,所述加速度传感器31包括若干第二外接焊盘302,所述磁感应传感器41包括若干第三外接焊盘402;
[0225]
将陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202通过第一金属连接结构109与互连线路(第三金属线路层122)电连接,加速度传感器31的第二外接焊盘302通过第二金属连接结构108与互连线路(第四金属线路层123)电连接;
[0226]
将磁感应传感器41安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器41的第三外接焊盘402通过第三金属连接结构111与互连线路(第五互连线路120)电连接;
[0227]
将数据处理芯片501倒装在基板100的第一表面101,数据处理芯片501与互连线路(第三金属线路层122、第四金属线路层123、第五互连线路120和第六互连线路119)电连接;
[0228]
所述互连线路还包括位于基板100的第二表面102上的若干第五金属线路层121,在基板100的第二表面102上形成若干第五金属线路层121,第五金属线路层121与第六互连线路119电连接;
[0229]
在第五金属线路层121的表面形成焊接凸起118。
[0230]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘202位于陀螺仪传感器21的正面,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面,所述第二外接焊盘302位于加速度传感器31的正面,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘402位于磁感应传感器41的正面。
[0231]
本实施例中,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第三金属线路层122电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第四金属线路层123电连接,第二金属连接结构109的中间部分悬空在加速度传感器31两侧。
[0232]
在一实施例中,陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101以及数据处理芯片501倒装在基板100的第一表面101之后,还包括:形成至少包覆所述金属线(第一金属连接结构109和第二金属连接结构108)的点胶层。在一实施例中,所述点胶层除了覆盖第一金属连接结构109和第二金属连接结构108外,还覆盖陀螺仪传感器21、加速度传感器31、数据处理芯片501以及第一基板100的第一表面,且点胶层具有平坦的上表面,使得点胶层可以作为平台,便于后续在基板100的第二表面进行安装磁感应传感器41和形成焊接凸起118等工艺步骤。在一实施例中,点胶层的材料为树脂(胶),形成工艺为点胶工艺、注塑工艺或转塑工艺。
[0233]
在另一实施例中,请参考图25,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,所述第一金属连接结构106的一端贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,第一金属连接结构106另一端与第三金属线路层122电连接,所述第二金属连接结构306的一端贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接,所述第二金属连接结构306的另一端与第四金属线路层电连接。
[0234]
在另一实施例中,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,第一金属连接结构和第二金属连接结构分别与第三金属线路层和第四金属线路层电连接。
[0235]
本实施例中,所述第三金属连接结构111位于第三外接焊盘402的表面,所述磁感应传感器41倒装在基板400的第二表面102上。
[0236]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和第五互连线路连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧。
[0237]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构的一端贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接,另一端与第五互连线路电连接。
[0238]
请继续参考图24,所述数据处理芯片501包括若干输入焊盘503和输出焊盘502,输入焊盘503与相应的第三金属线122、第四金属线路层123、第五互连线路120电连接,输出焊盘502与第六互连线路电连接。
[0239]
在一实施例中,在基板100的第一表面101上形成第三金属线路层122和第四金属线路层123时,可以将第一表面101上还形成第四部分金属线路层和第五部分金属线路层,第四部分金属线路层与第五互连线路120电连接,第五部分金属线路层与第六互连线路119电连接。
[0240]
需要说明的是,第三金属线122、第四金属线路层123、第五金属线路层121的形成工艺和相关限定请参考前述实施例中金属线路层的形成工艺和相关限定,在此不再赘述。
[0241]
本实施例中还提供了一种MEMS传感器封装结构,请参考图23,包括:
[0242]
基板100,所述基板10包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100具有互连线路,所述互连线路包括位于基板100中的第五互连线路120和第六互连线路119,以及位于基板100的第一表面101的若干第三金属线路层122和若干第四金属线路层123;
[0243]
陀螺仪传感器21、加速度传感器31和磁感应传感器41,所述陀螺仪传感器21包括若干第一外接焊盘202,所述加速度传感器31包括若干第 二外接焊盘302,所述磁感应传感器41包括若干第三外接焊盘402;
[0244]
陀螺仪传感器21和加速度传感器31分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器21的第一外接焊盘202通过第一金属连接结构109与互连线路(第三金属线路层122)电连接,加速度传感器31的第二外接焊盘302通过第二金属连接结108构与互连线路(第四金属线路层123)电连接;
[0245]
磁感应传感器41安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器41的第三外接402焊盘通过第三金属连接结构111与互连线路(第五互连线路120)电连接;
[0246]
数据处理芯片501倒装在基板100的第一表面101,数据处理芯片501与互连线路(第三金属线路层122、第四金属线路层123、第五互连线路120和第六互连线路119)电连接;
[0247]
所述互连线路还包括位于基板100的第二表面102上的若干第五金属线路层121,第五金属线路层121与第六互连线路119电连接;
[0248]
位于第五金属线路层121的表面的焊接凸起118。
[0249]
所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,所述第一外接焊盘202位于陀螺仪传感器21的正面,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面,所述第二外接焊盘302位于加速度传感器31的正面,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,所述第三外接焊盘402位于磁感应传感器41的正面。
[0250]
本实施例中,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,第一金属连接结构109的两端分别与第一外接焊盘202和第三金属线路层122电连接,第一金属连接结构109的中间部分悬空在陀螺仪传感器21两侧,第二金属连接结构108的两端分别与第二外接焊盘302和第四金属线路层123电连接,第二金属连接结构109的中间部分悬空在加速度传感器31两侧。
[0251]
在另一实施例中,请参考图25,所述陀螺仪传感器21和加速度传感器31背面贴合于基板100的第一表面101,所述第一金属连接结构106的一端贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘202电连接,第一金属连接结构106另一端与第三金属线路层122电连接,所述第二金属连接结构306的一端贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘302电连接,所述第二金属连接结构306的另一端与第四金属线路层电连接。
[0252]
在另一实施例中,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,第一金属连接结构和第二金属连接结构分别与第三金属线路层和第四金属线路层电连接。
[0253]
本实施例中,所述第三金属连接结构111位于第三外接焊盘402的表面,所述磁感应传感器41倒装在基板400的第二表面102上。
[0254]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和第五互连线路连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧。
[0255]
在另一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构的一端贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接,另一端与第五互连线路电连接。
[0256]
请继续参考图24,所述数据处理芯片501包括若干输入焊盘503和输出焊盘502,输入焊盘503与相应的第三金属线122、第四金属线路层123、第五互连线路120电连接,输出焊盘502与第六互连线路电连接。
[0257]
第七实施例
[0258]
图26-图37为本发明第七实施例MEMS传感器封装结构形成过程的结构示意图。
[0259]
本实施例与第四、五实施例的区别在于,本实施例中实现陀螺仪传感 器模块61、加速度传感器模块71、和磁感应传感器模块81的集成封装,减小了封装结构的体积,并且第一数据处理芯片,第二数据处理芯片和第三数据处理芯片可以单独对对应的陀螺仪传感器、加速度传感器、和磁感应传感器感应的信号进行处理,提高了处理的效率,并将处理后的信号通过第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起输出。需要说明的是,本实施例中与前述实施例中相同或相似的结构、相同或相似的连接方式的限定或描述,请参考前述实施例中相应的结构、相应的连接方式的限定或描述,本实施例中不再赘述。
[0260]
参考图26、图27和图28,提供陀螺仪传感器模块61、加速度传感器模块71和磁感应传感器模块81,所述陀螺仪传感器模块61包括陀螺仪传感器21和与陀螺仪传感器21电连接的第一数据处理芯片601以及第一外接焊盘206,所述加速度传感器模块71包括加速度传感器31和与加速度传感器31电连接的第二数据处理芯片701以及第二外接焊盘306,所述磁感应传感器模块81包括磁感应传感器41与磁感应传感器41电连接的第三数据处理芯片801以及第三外接焊盘805。
[0261]
请参考图26,所述陀螺仪传感器21包括正面和相对的背面,陀螺仪传感器21的正面具有若干第一内部焊盘205和第一外接焊盘206,第一数据处理芯片601位于陀螺仪传感器21的正面上,第一数据处理芯片601与第一内部焊盘205和第一外接焊盘206电连接,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面。
[0262]
所述第一内部焊盘205位于角速度感应区201周围,所述角速度感应区201用于感应物体的加速度,产生电信号,所述第一内部焊盘205作为陀螺仪传感器21与第一数据处理芯片601进行电信号传递的电连接点。
[0263]
所述第一内部焊盘205的数量为多个(大于等于2个),部分第一内部焊盘可以传输感应的电信号,部分第一内部焊盘可以接受外部的控制信号或者电源信号。
[0264]
第一外接焊盘206适于将陀螺仪传感器模块61处理后的信号传递出,并可以接收外部的控制信号等,所述第一外接焊盘206位于第一内部焊盘 205的周围,便于陀螺仪传感器模块61与基板中的第一互连线路电连接。在一实施例中,所述第一外接焊盘206与第一数据处理芯片601电连接。在另一实施例中,部分第一外接焊盘206与第一数据处理芯片601电连接,部分第一外接焊盘206可以与第一内部焊盘205电连接
[0265]
所述第一数据处理芯片601用于对陀螺仪传感器21感应的电信号进行处理,第一数据处理芯片601中形成有信号处理电路(未示出),所述第一数据处理芯片601的表面具有与信号处理电路的电连接的若干输入焊盘603和输出焊盘602,输入焊盘603与相应的陀螺仪传感器21的第一内部焊盘205电连接,输出焊盘502与第一外接焊盘206电连接。
[0266]
所述第一数据处理芯片601包括正面和相对的背面,输入焊盘603和输出焊盘602位于第一数据处理芯片601的正面,第一数据处理芯片601的输入焊盘603通过第四金属连接结构604与第一内部焊盘205电连接,第一数据处理芯片601的输出焊盘602通过第五金属连接结构605与第一外接焊盘206电连接,使得第一数据处理芯片601可以通过输入焊盘603通过第四金属连接结构604与第一内部焊盘205接收陀螺仪传感器21感应的电信号,并通过输出焊盘602、第五金属连接结构605与第一外接焊盘206输出处理后的电信号。
[0267]
本实施例中,所述第一数据处理芯片601的背面贴合于陀螺仪传感器21的正面,第四金属连接结构604和第五金属连接结构605为金属线,第四金属连接结构604和第五金属连接结构605的中间部分悬空在第一数据处理芯片601的两侧,第四金属连接结构604的两端分别与第一数据处理芯片601的输入焊盘603与第一内部焊盘205电连接,第五金属连接结构605的两端分别与第一数据处理芯片601的输出焊盘602与第一外接焊盘206电连接。本实施例中,通过第一数据处理芯片601背面贴合于陀螺仪传感器21的正面,将陀螺仪传感器21的角速度感应区201密封,无需额外在陀螺仪传感器21的正面上形成密封盖,在节省制作成本的同时,实现对陀螺仪传感器21的感应信号进行处理和对角速度感应区201的密封。
[0268]
参考图27,所述加速度传感器31包括正面和相对的背面,加速度传 感器31的正面具有若干第二内部焊盘305和第二外接焊盘306,第二数据处理芯片701位于加速度传感器31的正面,第二数据处理芯片701与第二内部焊盘305和第二外接焊盘306电连接。
[0269]
所述第二内部焊盘305位于加速度感应区301周围,所述加速度感应区301用于感应物体的加速度,产生电信号,所述第二内部焊盘305作为加速度传感器31与第二数据处理芯片701进行电信号传递的电连接点。
[0270]
所述第二内部焊盘305的数量为多个(大于等于2个),部分第二内部焊盘可以传输感应的电信号,部分第二内部焊盘可以接受外部的控制信号或者电源信号。
[0271]
第二外接焊盘306适于将加速度传感器模块71处理后的信号传递出,并可以接收外部的控制信号等,所述第二外接焊盘306位于第二内部焊盘305的周围,便于加速度传感器模块71与基板100中的第一互连线路电连接。在一实施例中,所述第二外接焊盘306与第二数据处理芯片701电连接。在另一实施例中,部分第二外接焊盘306与第二数据处理芯片701电连接,部分第二外接焊盘306可以与第二内部焊盘305电连接
[0272]
所述第二数据处理芯片701用于对加速度传感器31感应的电信号进行处理,第二数据处理芯片701中形成有信号处理电路(未示出),所述第二数据处理芯片701的表面具有与信号处理电路的电连接的若干输入焊盘703和输出焊盘702,输入焊盘703与相应的加速度传感器31的第二内部焊盘305电连接,输出焊盘502与第二外接焊盘306电连接。
[0273]
所述第二数据处理芯片701包括正面和相对的背面,输入焊盘703和输出焊盘702位于第二数据处理芯片701的正面,第二数据处理芯片701的输入焊盘703通过第六金属连接结构704与第二内部焊盘305电连接,第二数据处理芯片701的输出焊盘702通过第七金属连接结构705与第二外接焊盘306电连接,使得第二数据处理芯片701可以通过输入焊盘703通过第六金属连接结构704与第二内部焊盘305接收加速度传感器31感应的电信号,并通过输出焊盘702、第七金属连接结构705与第二外接焊盘306输出处理后的电信号。
[0274]
本实施例中,所述第二数据处理芯片701的背面贴合于加速度传感器31的正面,第六金属连接结构704和第七金属连接结构705为金属线,第六金属连接结构704和第七金属连接结构705的中间部分悬空在第二数据处理芯片701的两侧,第六金属连接结构704的两端分别与第二数据处理芯片701的输入焊盘703与第二内部焊盘305电连接,第七金属连接结构705的两端分别与第二数据处理芯片701的输出焊盘702与第二外接焊盘306电连接。本实施例中,通过第二数据处理芯片701背面贴合于加速度传感器31的正面,将加速度传感器31的加速度感应区301密封,无需额外在加速度传感器31的正面上形成密封盖,在节省制作成本的同时,实现对加速度传感器31的感应信号进行处理和对加速度感应区301的密封。
[0275]
参考图28,所述磁感应传感器41包括正面和相对的背面,磁感应传感器41的正面具有若干第三内部焊盘405和第三外接焊盘406,第三数据处理芯片801位于磁感应传感器41的正面,第三数据处理芯片801与第三内部焊盘405和第三外接焊盘406电连接。
[0276]
所述第三内部焊盘405位于磁感应感应区401周围,所述磁感应感应区401用于感应物体的磁感应,产生电信号,所述第三内部焊盘405作为磁感应传感器41与第三数据处理芯片801进行电信号传递的电连接点。
[0277]
所述第三内部焊盘405的数量为多个(大于等于2个),部分第三内部焊盘可以传输感应的电信号,部分第三内部焊盘可以接受外部的控制信号或者电源信号。
[0278]
第三外接焊盘406适于将磁感应传感器模块81处理后的信号传递出,并可以接收外部的控制信号等,所述第三外接焊盘406位于第三内部焊盘405的周围,便于磁感应传感器模块81与基板100中的第一互连线路电连接。在一实施例中,所述第三外接焊盘406与第三数据处理芯片801电连接。在另一实施例中,部分第三外接焊盘406与第三数据处理芯片801电连接,部分第三外接焊盘406可以与第三内部焊盘405电连接
[0279]
所述第三数据处理芯片801用于对磁感应传感器41感应的电信号进行处理,第三数据处理芯片801中形成有信号处理电路(未示出),所述第三 数据处理芯片801的表面具有与信号处理电路的电连接的若干输入焊盘803和输出焊盘802,输入焊盘803与相应的磁感应传感器41的第三内部焊盘405电连接,输出焊盘502与第三外接焊盘406电连接。
[0280]
所述第三数据处理芯片801包括正面和相对的背面,输入焊盘803和输出焊盘802位于第三数据处理芯片801的正面,第三数据处理芯片801的输入焊盘803通过第八金属连接结构804与第三内部焊盘405电连接,第三数据处理芯片801的输出焊盘802通过第九金属连接结构705与第三外接焊盘406电连接,使得第三数据处理芯片801可以通过输入焊盘803通过第八金属连接结构804与第三内部焊盘405接收磁感应传感器41感应的电信号,并通过输出焊盘802、第九金属连接结构705与第三外接焊盘406输出处理后的电信号。
[0281]
本实施例中,所述第三数据处理芯片801的背面贴合于磁感应传感器41的正面,第八金属连接结构804和第九金属连接结构705为金属线,第八金属连接结构804和第九金属连接结构705的中间部分悬空在第三数据处理芯片801的两侧,第八金属连接结构804的两端分别与第三数据处理芯片801的输入焊盘803与第三内部焊盘405电连接,第九金属连接结构705的两端分别与第三数据处理芯片801的输出焊盘802与第三外接焊盘406电连接。本实施例中,通过第三数据处理芯片801背面贴合于磁感应传感器41的正面,将磁感应传感器41的磁场感应区401密封,无需额外在磁感应传感器41的正面上形成密封盖,在节省制作成本的同时,实现对磁感应传感器41的感应信号进行处理和对磁场感应区401的密封。
[0282]
在另一实施例中,请参考图29,所述第一数据处理芯片601的背面贴合于陀螺仪传感器21的正面,第四金属连接结构606一端贯穿第一数据处理芯片601的背面和部分厚度,并与第一数据处理芯片601正面的输入焊盘603电连接,第四金属连接结构606的另一端与第一内部焊盘205电连接,第五金属连接结构607的一端贯穿第一数据处理芯片601的背面和部分厚度,并与第一数据处理芯片601正面的输出焊盘602电连接,第五金属连接结构607的一端的另一端与第一外接焊盘206。
[0283]
所述陀螺仪传感器21中还形成有第一金属连接结构207,所述第一金属连接结构207贯穿陀螺仪传感器21的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器21正面的第一外接焊盘206电连接。
[0284]
在一实施例中,所述第一数据处理芯片601的背面形成有凹槽608,所述第一数据处理芯片601的背面贴合于陀螺仪传感器21的正面时,凹槽608位于角速度感应区201上方,因而在陀螺仪传感器21的形成过程中可以不形成密封角速度感应区201的密封盖,直接将第一数据处理芯片601作为密封盖,在节省制作成本的同时,实现对第一数据处理芯片601的感应信号进行处理和对角速度感应区201的密封。
[0285]
在另一实施例中,请参考图30,第二数据处理芯片701的背面贴合于加速度传感器的正面,第六金属连接结构706的一端贯穿第二数据处理芯片701的背面和部分厚度,并与第二数据处理芯片701正面的输入焊盘703电连接,第六金属连接结构706的另一端与第二内部焊盘305电连接,第七金属连接结构707的一端贯穿第二数据处理芯片701的背面和部分厚度,并与第二数据处理芯片701正面的输出焊盘702电连接,第七金属连接结构707的一端与第二外接焊盘307电连接。
[0286]
所述加速度传感器31中形成有第二金属连接结构307,所述第二金属连接结构307贯穿加速度传感器31的背面与和部分厚度,并与加速度传感器31正面的第二外接焊盘306电连接。
[0287]
在一实施例中,所述第二数据处理芯片的背面形成有凹槽(可以是类似于图29中第一数据处理芯片601的背面形成有凹槽608的方式),所述第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面时,凹槽位于加速度感应区上方,因而在加速度传感器制作过程中可以不形成密封加速度感应区的密封盖,直接将第二数据处理芯片作为密封盖,在节省制作成本的同时,实现对加速度传感器的感应信号进行处理和对加速度感应区的密封。
[0288]
在另一实施例中,请参考图31,第三数据处理芯片801的背面贴合于磁感应传感器41的正面,第八金属连接结构806一端贯穿第三数据处理芯片801的背面和部分厚度,并与第三数据处理芯片801正面的输入焊盘803 电连接,第八金属连接结构806的另一端与第三内部焊盘405电连接,第九金属连接结构807的一端贯穿第三数据处理芯片801的背面和部分厚度,并与第三数据处理芯片正面的输出焊盘电连接,第九金属连接结构807的另一端与第三外接焊盘406电连接。
[0289]
所述磁感应传感器41中形成有第三金属连接结构407,所述第三金属连接结构407贯穿磁感应传感器41的背面和部分厚度,并与磁感应传感器41正面的第三外接焊盘406电连接。
[0290]
在一实施例中,所述第三数据处理芯片的背面形成有凹槽(可以是类似于图29所述第一数据处理芯片601的背面形成有凹槽608的方式),所述第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面时,凹槽位于磁感应区上方,因而在磁感应传感器制作过程中可以不形成密封加速度感应区的密封盖,直接将第三数据处理芯片作为密封盖,在节省制作成本的同时,实现对磁感应传感器的感应信号进行处理和对磁场感应区的密封。
[0291]
在另一实施例中,请参考图32,第四金属连接结构608位于第一数据处理芯片601的输入焊盘603表面、第五金属连接结构609位于第一数据处理芯片601的输出焊盘602表面,所述第一数据处理芯片601倒装在陀螺仪传感器21的正面上,第四金属连接结构608与第一内部焊盘205电连接,第五金属连接结构609与第一外接焊盘206电连接。
[0292]
在另一实施例中,参考图33,第六金属连接结构708位于第二数据处理芯片701的输入焊盘表面、第七金属连接结构709位于第二数据处理芯片701的输出焊盘702表面,所述第二数据处理芯片701倒装在加速度传感器31的正面上,第六金属连接结构708与第二内部焊盘305电连接,第七金属连接结构709与第二外接焊盘306电连接。
[0293]
在另一实施例中,参考图34,第八金属连接结构808位于第三数据处理芯片801的输入焊盘803表面、第九金属连接结构809位于第三数据处理芯片801的输出焊盘802表面,所述第三数据处理芯片801倒装在磁感应传感器41的正面上,第八金属连接结构808与第三内部焊盘405电连接,第九金属连接结构809与第六外接406焊盘电连接。
[0294]
参考图35,提供基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100具有互连线路,本实施例中所述互连线路包括位于基板100中的第一互连线路140和第二互连线路141;
[0295]
将图26和图27所示的陀螺仪传感器模块61和加速度传感器模块71分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器模块61的第一外接焊盘206通过第一金属连接结构109与互连线路(第一互连线路140)电连接,加速度传感器模块71的第二外接焊盘306通过第二金属连接结构108与互连线路(第二互连线路141)电连接;
[0296]
所述互连线路还包括位于基板100的第二表面102上的金属线路层110,在基板100的第二表面102上形成金属线路层110;
[0297]
将图34所示的磁感应传感器模块81安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器模块81的第三外接焊盘406通过第三金属连接结构407与互连线路(金属线路层110)电连接;
[0298]
在基板100的第二表面102形成若干焊接凸起,焊接凸起与互连线路电连接,具体的所述焊接凸起包括第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113,第一焊接凸起112与第一互连线路140电连接,第二焊接凸起114与第二互连线路141电连接,第三焊接凸起113与金属线路层110电连接。
[0299]
本实施例中,第一金属连接结构109和第二金属连接结构108为金属线,通过引线键合工艺形成。
[0300]
在另一实施例中,参考图36,将图29和图30所示的陀螺仪传感器模块61和加速度传感器模块71分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器模块61的第一外接焊盘206通过第一金属连接结构207与第一互连线路140电连接,加速度传感器模块71的第二外接焊盘306通过第二金属连接结构307与第二互连线路141电连接;将图28所示的磁感应传感器模块81安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器模块81的第三外接焊盘406通过第三金属连接结构130与金属线路层110电连接。
[0301]
第三金属连接结构130为金属线,通过引线键合工艺形成,第三金属连接结构130的两端分别与第三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构130的中间部分悬空在磁感应传感器两侧。
[0302]
在另一实施例中,请参考图37,将图32和图33所示的陀螺仪传感器模块61和加速度传感器模块71分别安装在基板100的第一表面101,陀螺仪传感器模块61的第一外接焊盘206通过第一金属连接结构207与第一互连线路140电连接,加速度传感器模块71的第二外接焊盘306通过第二金属连接结构307与第二互连线路141电连接;将图31所示的磁感应传感器模块81安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器模块81的第三外接焊盘406通过第三金属连接结构407与金属线路层110电连接。
[0303]
需要说明的是,本实施例中封装结构可以采用图26到图34所示的任意的模块进行组合,实现陀螺仪传感器模块61、加速度传感器模块71、和磁感应传感器模块81的集成封装。
[0304]
本发明实施例还提供了一种MEMS传感器封装结构,请参考图35,包括:
[0305]
基板100,所述基板100包括第一表面101和相对的第二表面102,所述基板100具有互连线路,所述互连线路包括位于基板100中的第一互连线路140和第二互连线路141;
[0306]
陀螺仪传感器模块61、加速度传感器模块71和磁感应传感器模块81,所述陀螺仪传感器模块61包括陀螺仪传感器21和与陀螺仪传感器21电连接的第一数据处理芯片601以及第一外接焊盘206,所述加速度传感器模块71包括加速度传感器31和与加速度传感器31电连接的第二数据处理芯片701以及第二外接焊盘306,所述磁感应传感器模块81包括磁感应传感器41与磁感应传感器电41连接的第三数据处理芯片801以及第三外接焊盘406;
[0307]
陀螺仪传感器模块61和加速度传感器模块71分别安装在基板的第一表面,陀螺仪传感器模块61的第一外接焊盘206通过第一金属连接结构 109与互连线路(第一互连线路140)电连接,加速度传感器模块71的第二外接焊盘306通过第二金属连接结构108与互连线路(第二互连线路141)电连接;
[0308]
所述互连线路还包括位于基板100的第二表面102上的金属线路层110;
[0309]
磁感应传感器模块81安装在基板100的第二表面102,磁感应传感器模块81的第三外接焊盘406通过第三金属连接结构407与互连线路(金属线路层110)电连接;
[0310]
位于基板100的第二表面102上的若干焊接凸起,焊接凸起与互连线路电连接,具体的所述焊接凸起包括第一焊接凸起112、第二焊接凸起114和第三焊接凸起113,第一焊接凸起112与第一互连线路140电连接,第二焊接凸起114与第二互连线路141电连接,第三焊接凸起113与金属线路层110电连接。
[0311]
在一实施例中,所述陀螺仪传感器包括正面和相对的背面,陀螺仪传感器的正面具有若干第一内部焊盘和第一外接焊盘,第一数据处理芯片位于陀螺仪传感器的正面上,第一数据处理芯片与第一内部焊盘和第一外接焊盘电连接,所述加速度传感器包括正面和相对的背面,加速度传感器的正面具有若干第二内部焊盘和第二外接焊盘,第二数据处理芯片位于加速度传感器的正面,第二数据处理芯片与第二内部焊盘和第二外接焊盘电连接,所述磁感应传感器包括正面和相对的背面,磁感应传感器的正面具有第三内部焊盘和第三外接焊盘,第三数据处理芯片位于磁感应传感器正面上,第三数据处理芯片与第三内部焊盘和第三外接焊盘电连接。
[0312]
在一实施例中,所述第一数据处理芯片包括输入焊盘和输出焊盘,第一数据处理芯片的输入焊盘与第一内部焊盘电连接,第一数据处理芯片的输出焊盘与第一外接焊盘电连接,所述第二数据处理芯片包括输入焊盘和输出焊盘,第二数据处理芯片的输入焊盘与第二内部焊盘电连接,第二数据处理芯片的输出焊盘与第二外接焊盘电连接,所述第三数据处理芯片包括输入焊盘和输出焊盘,第三数据处理芯片的输入焊盘与第三内部焊盘电 连接,第三数据处理芯片的输出焊盘与第三外接焊盘电连接。
[0313]
在一实施例中,所述第一数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第一数据处理芯片的正面,第一数据处理芯片的输入焊盘通过第四金属连接结构与第一内部焊盘电连接,第一数据处理芯片的输出焊盘通过第五金属连接结构与第一外接焊盘电连接,所述第二数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第二数据处理芯片的正面,第二数据处理芯片的输入焊盘通过第六金属连接结构与第二内部焊盘电连接,第二数据处理芯片的输出焊盘通过第七金属连接结构与第二外接焊盘电连接,所述第三数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第三数据处理芯片的正面,第三数据处理芯片的输入焊盘通过第八金属连接结构与第三内部焊盘电连接,第三数据处理芯片的输出焊盘通过第九金属连接结构与第三外接焊盘电连接。
[0314]
在一实施例中,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面,第四金属连接结构、第五金属连接结构、第六金属连接结构、第七金属连接结构、第八金属连接结构和第九金属连接结构为金属线,第四金属连接结构和第五金属连接结构的中间部分悬空在第一数据处理芯片的两侧,第四金属连接结构的两端分别与第一数据处理芯片的输入焊盘与第一内部焊盘电连接,第五金属连接结构的两端分别与第一数据处理芯片的输出焊盘与第一外接焊盘电连接,第六金属连接结构和第七金属连接结构的中间部分悬空在第二数据处理芯片两侧,第六金属连接结构的两端分别与第二数据处理芯片的输入焊盘与第二内部焊盘电连接,第七金属连接结构分别与第二数据处理芯片的输出焊盘与第二外接焊盘电连接,第七金属连接结构和第八金属连接结构的中间部分悬空在第三数据处理芯片的两侧,第八金属连接结构的两端分别与第三数据处理芯片的输入焊盘与第三内部焊盘电连接,第九金属连接结构的两端分别与第三数据处理芯片的输出焊盘与第三外接焊盘电连接。
[0315]
在一实施例中,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的 正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面,第四金属连接结构贯穿第一数据处理芯片的背面和部分厚度,并与第一数据处理芯片正面的输入焊盘电连接,第五金属连接结构贯穿第一数据处理芯片的背面和部分厚度,并与第一数据处理芯片正面的输出焊盘电连接,第六金属连接结构贯穿第二数据处理芯片的背面和部分厚度,并与第二数据处理芯片正面的输入焊盘电连接,第七金属连接结构贯穿第二数据处理芯片的背面和部分厚度,并与第二数据处理芯片正面的输出焊盘电连接,第八金属连接结构贯穿第三数据处理芯片的背面和部分厚度,并与第三数据处理芯片正面的输入焊盘电连接,第九金属连接结构贯穿第三数据处理芯片的背面和部分厚度,并与第三数据处理芯片正面的输出焊盘电连接。
[0316]
在一实施例中,所述第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片的背面形成凹槽。
[0317]
在一实施例中,第四金属连接结构位于第一数据处理芯片的输入焊盘表面、第五金属连接结构位于第一数据处理芯片的输出焊盘表面、第六金属连接结构位于第二数据处理芯片的输入焊盘表面、第七金属连接结构位于第二数据处理芯片的输出焊盘表面、第八金属连接结构位于第三数据处理芯片的输入焊盘表面、第九金属连接结构位于第三数据处理芯片的输出焊盘表面,所述第一数据处理芯片倒装在陀螺仪传感器的正面上,所述第二数据处理芯片倒装在加速度传感器的正面上,所述第三数据处理芯片倒装在磁感应传感器的正面上。
[0318]
在一实施例中,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第一互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第二互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧。
[0319]
在一实施例中,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的 第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接。
[0320]
在一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧。
[0321]
在一实施例中,所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接。
[0322]
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,包括: 提供基板,所述基板包括第一表面和相对的第二表面,所述基板具有互连线路; 提供陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器,所述陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器均包括正面和相对的背面,所述陀螺仪传感器的正面包括若干第一外接焊盘,所述加速度传感器的正面包括若干第二外接焊盘,所述磁感应传感器的正面包括若干第三外接焊盘; 将所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别安装在基板的第一表面,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与互连线路电连接; 将所述磁感应传感器安装在基板的第二表面,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与互连线路电连接; 在所述基板的第二表面上形成若干焊接凸起,所述焊接凸起与互连线路电连接,焊接凸起用于与外部电路电连接。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于第二表面上的金属线路层,第一互连线路、第二互连线路与金属线路层相互绝缘,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与 金属线路层电连接;在所述基板的第二表面上形成若干焊接凸起,所述焊机凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,所述第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[权利要求 3]
如权利要求2所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第一互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第二互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧。
[权利要求 4]
如权利要求3所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,还包括:形成至少包覆所述金属线的点胶层。
[权利要求 5]
如权利要求4所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,在形成点胶层后,将所述磁感应传感器安装在基板的第二表面;将所述磁感应传感器安装在基板的第二表面之后,在在所述基板的第二表面上形成若干焊接凸起。
[权利要求 6]
如权利要求2所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接。
[权利要求 7]
如权利要求2所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[权利要求 8]
如权利要求1所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述陀螺仪传感器还包括角速度感应区,陀螺仪传感器正面上具有第一密封盖,第一密封盖密封所述角速度感应区,若干第一外接焊盘位于第一密封盖两侧;所述加速度传感器还包括加速度感应区,加速度传感器正面上具有第二密封盖,第二密封盖密封所述加速度感应区,若干第二外接焊盘位于第二密封盖两侧。
[权利要求 9]
如权利要求2所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述磁感应传感器倒装在基板的第二表面上,所述第三金属连接结构位于第三外接焊盘的表面;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接。
[权利要求 10]
如权利要求1所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,还包括数据处理芯片,数据处理芯片与互连线路电连接。
[权利要求 11]
如权利要求10所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于, 所述互连线路包括位于基板中的第三互连线路和第四互连线路,以及位于基板的第二表面上的若干第一金属线路层和若干第二金属线路层,第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层之间相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第一金属线路层电连接;数据处理芯片安装在基板的第二表面,数据处理芯片与第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层电连接;焊接凸起位于基板的第二表面上的第二金属线路层的表面。
[权利要求 12]
如权利要求11所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第三互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第四互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[权利要求 13]
如权利要求12所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,将所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别安装在基板的第一表面和将数据处理芯片安装在基板的第二表面步骤之后,还包括:形成至少包覆所述金属线的点胶层。
[权利要求 14]
如权利要求11所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述信号处理芯片倒装在基板的第二表面;或者所述信号处理芯片的背面贴合于基板的第二表面,且所述信号处理芯片通过金属线与第三互连线路、第四互连线路和第二金属线路层电连接。
[权利要求 15]
如权利要求10所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第五互连线路和第六互连线路,以及位于基板的第一表面的若干第三金属线路层和若干第四金属线路层,第五互连线路、第六互连线路、第三金属线路层和第四金属线路层相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三金属线路层电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四金属线路层电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第五互连线路电连接;数据处理芯片安装在基板的第一表面,数据处理芯片与第三金属线路层、第四金属线路层、第五互连线路和第六互连线路电连接;所述互连线路还包括位于基板的第二表面上的若干第五金属线路层,第五金属线路层与第六互连线路电连接,焊接凸起位于第五金属线路层的表面,且与第五金属线路层电连接。
[权利要求 16]
如权利要求1所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,还包括第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片,所述 第一数据处理芯片与陀螺仪传感器电连接,所述第二数据处理芯片与加速度传感器电连接,所述第三数据处理芯片与磁感应传感器电连接。
[权利要求 17]
如权利要求16所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于基板的第二表面上的金属线路层;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;在基板的第二表面形成焊接凸起,所述焊接凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[权利要求 18]
如权利要求17所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,陀螺仪传感器的正面具有若干第一内部焊盘和第一外接焊盘,第一数据处理芯片位于陀螺仪传感器的正面上,第一数据处理芯片与第一内部焊盘和第一外接焊盘电连接,加速度传感器的正面具有若干第二内部焊盘和第二外接焊盘,第二数据处理芯片位于加速度传感器的正面,第二数据处理芯片与第二内部焊盘和第二外接焊盘电连接,磁感应传感器的正面具有第三内部焊盘和第三外接焊盘,第三数据处理芯片位于磁感应传感器正面上,第三数据处理芯片与第三内部焊盘和第三外接焊盘电连接。
[权利要求 19]
如权利要求18所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述第一数据处理芯片包括正面和相对的背面,所述第一数据处理芯片的正面具有输入焊盘和输出焊盘,第一数据处理芯片的输入焊盘通过第四金 属连接结构与第一内部焊盘电连接,第一数据处理芯片的输出焊盘通过第五金属连接结构与第一外接焊盘电连接,所述第二数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第二数据处理芯片的正面,第二数据处理芯片的输入焊盘通过第六金属连接结构与第二内部焊盘电连接,第二数据处理芯片的输出焊盘通过第七金属连接结构与第二外接焊盘电连接,所述第三数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第三数据处理芯片的正面,第三数据处理芯片的输入焊盘通过第八金属连接结构与第三内部焊盘电连接,第三数据处理芯片的输出焊盘通过第九金属连接结构与第三外接焊盘电连接。
[权利要求 20]
如权利要求19所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面;或者所述第一数据处理芯片倒装在陀螺仪传感器的正面上,所述第二数据处理芯片倒装在加速度传感器的正面上,所述第三数据处理芯片倒装在磁感应传感器的正面上-。
[权利要求 21]
如权利要求20所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面时,所述第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片的背面形成凹槽。
[权利要求 22]
如权利要求1所述的MEMS传感器封装结构的形成方法,其特征在于,所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器,所述加速度传感器为三轴加速度 传感器,所述磁感应传感器为三轴磁感应传感器。
[权利要求 23]
一种MEMS传感器封装结构,其特征在于,包括: 基板,所述基板包括第一表面和相对的第二表面,所述基板具有互连线路; 陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器,所述陀螺仪传感器、加速度传感器和磁感应传感器均包括正面和相对的背面,所述陀螺仪传感器的正面包括若干第一外接焊盘,所述加速度传感器的正面包括若干第二外接焊盘,所述磁感应传感器的正面包括若干第三外接焊盘;所述陀螺仪传感器和加速度传感器安装在基板的第一表面,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与互连线路电连接;所述磁感应传感器安装在基板的第二表面,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与互连线路电连接; 位于所述基板第二表面上的若干焊接凸起,所述焊接凸起与互连线路电连接,焊接凸起用于与外部电路电连接。
[权利要求 24]
如权利要求23所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于第二表面上的金属线路层,第一互连线路、第二互连线路与金属线路层相互绝缘,陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接,磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;位于基板的第二表面的若干焊接凸起,所述焊机凸起包括第一 焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,所述第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[权利要求 25]
如权利要求24所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第一互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第二互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[权利要求 26]
如权利要求25所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,还包括:至少密封所述金属线的点胶层。
[权利要求 27]
如权利要求25所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述陀螺仪传感器还包括角速度感应区,陀螺仪传感器正面上具有第一密封盖,第一密封盖密封所述角速度感应区,若干第一外接焊盘位于第一密封盖两侧;所述加 速度传感器还包括加速度感应区,加速度传感器正面上具有第二密封盖,第二密封盖密封所述加速度感应区,若干第二外接焊盘位于第二密封盖两侧。
[权利要求 28]
如权利要求24所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述磁感应传感器倒装在基板的第二表面上,所述第三金属连接结构位于第三外接焊盘的表面;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,第三金属连接结构为金属线,第三金属连接结构的两端分别与第三外接焊盘和金属线路层电连接,第三金属连接结构的中间部分悬空在磁感应传感器两侧;或者所述磁感应传感器背面贴合于基板的第二表面,所述第三金属连接结构贯穿磁感应传感器的背面和部分厚度,并与磁感应传感器正面的第三外接焊盘电连接。
[权利要求 29]
如权利要求23所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,还包括数据处理芯片,数据处理芯片与互连线路电连接。
[权利要求 30]
如权利要求29所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第三互连线路和第四互连线路,以及位于基板的第二表面上的若干第一金属线路层和若干第二金属线路层,第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层之间相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第一金属线路层电连接;数据处理芯片安装在基板的第二表面,数据处理芯片与第三互连线路、第四互连线路、第一金属线路层和第二金属线路层电连接;焊接 凸起位于基板的第二表面上的第二金属线路层的表面,且与第二金属线路层电连接。
[权利要求 31]
如权利要求30所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,第一金属连接结构和第二金属连接结构为金属线,第一金属连接结构的两端分别与第一外接焊盘和第三互连线路电连接,第一金属连接结构的中间部分悬空在陀螺仪传感器两侧,第二金属连接结构的两端分别与第二外接焊盘和第四互连线路电连接,第二金属连接结构的中间部分悬空在加速度传感器两侧;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器背面贴合于基板的第一表面,所述第一金属连接结构贯穿陀螺仪传感器的背面和部分厚度,并与陀螺仪传感器正面的第一外接焊盘电连接,所述第二金属连接结构贯穿加速度传感器的背面与和部分厚度,并与加速度传感器正面的第二外接焊盘电连接;或者所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别倒装在基板的第一表面上,所述第一金属连接结构位于第一外接焊盘的表面,第二金属连接结构位于第二外接焊盘的表面。
[权利要求 32]
如权利要求29所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述信号处理芯片倒装在基板的第二表面;或者所述信号处理芯片的背面贴合于基板的第二表面,所述信号处理芯片通过金属线与第三互连线路、第四互连线路和第二金属线路层电连接。
[权利要求 33]
如权利要求29所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第五互连线路和第六互连线路,以及位于基板的第一表面的若干第三金属线路层和若干第四金属线路层,第五互连线路、第 六互连线路、第三金属线路层和第四金属线路层相互绝缘;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第三金属线路层电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第四金属线路层电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与第五互连线路电连接;数据处理芯片安装在基板的第一表面,数据处理芯片与第三金属线路层、第四金属线路层、第五互连线路和第六互连线路电连接;所述互连线路还包括位于基板的第二表面上的若干第五金属线路层,第五金属线路层与第六互连线路电连接,焊接凸起位于第五金属线路层的表面,且与第五金属线路层电连接。
[权利要求 34]
如权利要求23所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,还包括第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片,所述第一数据处理芯片与陀螺仪传感器电连接,所述第二数据处理芯片与加速度传感器电连接,所述第三数据处理芯片与磁感应传感器电连接。
[权利要求 35]
如权利要求34所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述互连线路包括位于基板中的第一互连线路和第二互连线路,以及位于基板的第二表面上的金属线路层;陀螺仪传感器的第一外接焊盘通过第一金属连接结构与第一互连线路电连接,加速度传感器的第二外接焊盘通过第二金属连接结构与第二互连线路电连接;磁感应传感器的第三外接焊盘通过第三金属连接结构与金属线路层电连接;位于基板的第二表面的若干焊接凸起,所述焊接凸起包括第一焊接凸起、第二焊接凸起和第三焊接凸起,第一焊接凸起与第一互连线路电连接,第二焊接凸起与第二互连线路电连接,第三焊接凸起与金属线路层电连接。
[权利要求 36]
如权利要求35所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,陀螺仪传感器的正面具有若干第一内部焊盘和第一外接焊盘,第一数据处理芯片位于陀螺仪传感器的正面上,第一数据处理芯片与第一内部焊盘和第一外接焊盘电连接,加速度传感器的正面具有若干第二内部焊盘和第二外接焊盘,第二数据处理芯片位于加速度传感器的正面,第二数据处理芯片与第二内部焊盘和第二外接焊盘电连接,磁感应传感器的正面具有第三内部焊盘和第三外接焊盘,第三数据处理芯片位于磁感应传感器正面上,第三数据处理芯片与第三内部焊盘和第三外接焊盘电连接。
[权利要求 37]
如权利要求36所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述第一数据处理芯片包括正面和相对的背面,所述第一数据处理芯片的正面具有输入焊盘和输出焊盘,第一数据处理芯片的输入焊盘通过第四金属连接结构与第一内部焊盘电连接,第一数据处理芯片的输出焊盘通过第五金属连接结构与第一外接焊盘电连接,所述第二数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第二数据处理芯片的正面,第二数据处理芯片的输入焊盘通过第六金属连接结构与第二内部焊盘电连接,第二数据处理芯片的输出焊盘通过第七金属连接结构与第二外接焊盘电连接,所述第三数据处理芯片包括正面和相对的背面,输入焊盘和输出焊盘位于第三数据处理芯片的正面,第三数据处理芯片的输入焊盘通过第八金属连接结构与第三内部焊盘电连接,第三数据处理芯片的输出焊盘通过第九金属连接结构与第三外接焊盘电连接。
[权利要求 38]
如权利要求37所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述第一数据处理芯片的背面贴合于陀螺仪传感器的正面,第二数据处理芯片的背 面贴合于加速度传感器的正面,第三数据处理芯片的背面贴合于磁感应传感器的正面;或者所述第一数据处理芯片倒装在陀螺仪传感器的正面上,所述第二数据处理芯片倒装在加速度传感器的正面上,所述第三数据处理芯片倒装在磁感应传感器的正面上。
[权利要求 39]
如权利要求38所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述第一数据处理芯片、第二数据处理芯片和第三数据处理芯片的背面形成凹槽。
[权利要求 40]
如权利要求23所述的MEMS传感器封装结构,其特征在于,所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器,所述加速度传感器为三轴加速度传感器,所述磁感应传感器为三轴磁感应传感器。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 8]  
[ 图 9]  
[ 图 10]  
[ 图 11]  
[ 图 12]  
[ 图 13]  
[ 图 14]  
[ 图 15]  
[ 图 16]  
[ 图 17]  
[ 图 18]  
[ 图 19]  
[ 图 20]  
[ 图 21]  
[ 图 22]  
[ 图 23]  
[ 图 24]  
[ 图 25]  
[ 图 26]  
[ 图 27]  
[ 图 28]  
[ 图 29]  
[ 图 30]  
[ 图 31]  
[ 图 32]  
[ 图 33]  
[ 图 34]  
[ 图 35]  
[ 图 36]  
[ 图 37]