封装结构、电子设备及封装结构的制备方法与流程

1.本发明涉及微机电系统(mems)技术领域，更具体地，本发明涉及一种封装结构、电子设备及封装结构的制备方法。

背景技术：

2.现有技术中通常采用mems声学组件来进行声音信号的采集或者输出，比如可以通过mems麦克风来检测声音信号，还可以通过mems扬声器来实现声音信号的输出。
3.但是，对于传统的mems声学组件的封装结构而言，通常是将mems芯片直接设置于基底上，并和asic芯片连接以进行电容、电阻信号与电信号之间的转换。受传统的这种mems芯片的设置局限，需要盖板形成较大的背腔空间才能覆盖mems芯片，这导致封装结构的尺寸大大增加。

技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型的封装结构、电子设备及封装结构的制备方法，旨在解决现有技术中的至少一个问题。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种封装结构。所述封装结构包括：
6.基底，所述基底上开设有第一容置槽和与所述第一容置槽连通的开口；
7.mems芯片，所述mems芯片设置于所述第一容置槽内，且所述mems芯片与所述第一容置槽的侧壁连接，所述mems芯片的前腔与所述开口相对；
8.盖板，所述盖板盖设于所述基底和所述mems芯片上，且所述盖板、所述基底和所述mems芯片共同围成背腔。
9.可选地，所述封装结构还包括asic芯片，所述asic芯片设置于所述基底，所述mems芯片通过所述asic芯片连接至所述基底。
10.可选地，所述基底中开设有第二容置槽，所述第二容置槽与所述第一容置槽错位，所述asic芯片嵌设于所述第二容置槽中。
11.可选地，所述asic芯片设置于所述基底上，所述asic芯片与所述第一容置槽错位。
12.可选地，所述第一容置槽为通槽，所述mems芯片设置于所述通槽内，且所述mems芯片与所述通槽的侧壁连接。
13.可选地，所述封装结构还包括防护层，所述防护层设置于所述mems芯片靠近所述盖板的一侧。
14.可选地，所述封装结构还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述盖板靠近所述mems芯片的一侧。
15.可选地，所述mems芯片与所述第一容置槽的侧壁之间具有连接间隙，所述连接间隙内设置有粘接件。
16.可选地，所述盖板为金属板，所述金属板盖设于所述基底上并覆盖所述mems芯片。
17.可选地，所述盖板包括相连的平整部和弯折部，所述平整部与所述mems芯片相对，
所述弯折部与所述基底连接，所述平整部和所述弯折部共同覆盖所述mems芯片。
18.可选地，所述盖板的厚度范围为50微米至200微米。
19.根据本发明的另一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括上述任意一项所述的封装结构。
20.根据本发明的再一个方面，提供了一种封装结构的制备方法。所述制备方法包括：
21.在基底上开设第一容置槽和与所述第一容置槽连通的开口；
22.将mems芯片设置于所述第一容置槽内，将所述mems芯片与所述第一容置槽的侧壁连接，并使所述mems芯片的前腔与所述开口相对；
23.将盖板盖设于所述基底和所述mems芯片上，以使所述盖板、所述基底和所述mems芯片共同围成背腔。
24.本发明的一个技术效果在于，通过在基底上开设第一容置槽并将mems芯片设置于第一容置槽内，能够避免mems芯片的传统设置带来的封装结构的高度增加，从而能够降低封装结构的尺寸，也扩大了该封装结构的适用范围。
25.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
27.图1是本发明实施例的一种封装结构的示意图；
28.图2是本发明实施例的另一种封装结构的示意图；
29.图3是本发明实施例的一种封装结构的制备流程示意图。
30.附图标记说明：
31.1、基底；11、第一容置槽；111、连接间隙；12、第二容置槽；2、mems芯片；21、前腔；3、盖板；31、背腔；32、平整部；33、弯折部；4、asic芯片；5、防护层；6、绝缘层；7、粘接件。
具体实施方式
32.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
33.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
34.对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
35.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
37.根据本发明的一个方面，提供了一种封装结构。该封装结构可以应用于mems(微型
机电系统)声学组件中，以使mems声学组件能够进行声音信号和电信号之间的转换，其中mems声学组件可以为mems麦克风或者mems扬声器。
38.如图1-图2所示，所述封装结构包括：
39.基底1，所述基底1上开设有第一容置槽11和与所述第一容置槽11连通的开口；
40.mems芯片2，所述mems芯片2设置于所述第一容置槽11内，且所述mems芯片2与所述第一容置槽11的侧壁连接，所述mems芯片2的前腔21与所述开口相对；
41.盖板3，所述盖板3盖设于所述基底1和所述mems芯片2上，且所述盖板3、所述基底1和所述mems芯片2共同围成背腔31。
42.具体地，第一容置槽11可以为设置在基底1上的通槽，也可以为设置在基底1上的凹槽。当第一容置槽11为通槽时，也即第一容置槽11贯穿基底1，基底1上开设的开口可以为第一容置槽11朝向基底1底部的开口；当第一容置槽11为凹槽时，也即第一容置槽11未贯穿基底1，需要在基底1上开设与该凹槽连通的开口，以能够通过该开口连通封装结构的外部和第一容置槽11。
43.如图1-图2所示，本发明实施例将mems芯片2设置于第一容置槽11内，以能够充分利用第一容置槽11的空间，从而提高基底1的空间利用率。并且，本发明实施例通过将mems芯片2设置于第一容置槽11内，能够避免mems芯片2的设置带来的封装结构的高度增加，从而能够降低封装结构的尺寸，便于封装结构的小型化发展，也扩大了该封装结构的适用范围。
44.本发明实施例设置mems芯片2与第一容置槽11的侧壁连接，以能够在将mems芯片2固定于第一容置槽11内的同时，通过侧壁连接加强mems芯片2的结构稳定性。其中，可以采用胶水等材料将mems芯片2与第一容置槽11的侧壁粘接，也可以将mems芯片2与第一容置槽11的侧壁焊接。
45.如图1-图2所示，本发明实施例设置mems芯片2的前腔21与开口相对，使得能够通过该开口连通外界和mems芯片2，从而mems芯片2能够响应于外界的声音信号或者向外界传递振动。比如，当该封装结构应用于mems麦克风时，外界的声压能够通过开口进入到mems芯片2的前腔21内并作用于mems芯片2的振膜上，进而使得mems芯片2的振膜能够发生振动，以实现声音信号的转换。当该封装结构应用于mems扬声器时，在mems芯片2的振膜发生机械振动时，这种机械振动会压缩mems芯片2周围的空气并产生声波，从而将声音信号从开口传出。
46.另外，本发明实施例还将盖板3盖设于基底1和mems芯片2上，且盖板3、基底1和mems芯片2共同围成背腔31，使得盖板3能够保护基底1和第一容置槽11内的mems芯片2，提高该封装结构的可靠性，延长该封装结构的使用寿命。
47.在一个实施例中，在将本发明实施例的封装结构应用于mems声学组件时，通过设计盖板3的形状和尺寸，能够调整盖板3、基底1和mems芯片2共同围成的背腔31的体积，从而调整mems声学组件的声学性能。
48.其中，基底1可以为pcb(printed circuit board，印制电路板)，使得能够在pcb上开设第一容置槽11以容纳mems芯片2的同时，pcb还能够对其上的芯片提供支撑，从而提高该封装结构的整体强度。
49.可选地，所述封装结构还包括asic芯片4，所述asic芯片4设置于所述基底1，所述
mems芯片2通过所述asic芯片4连接至所述基底1。
50.具体地，本发明实施例设置封装结构还包括asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)芯片。该asic芯片4设置于基底1，比如可以将asic芯片4嵌设于基底1中，也可以将asic芯片4设置于基底1上，均能够将asic芯片4与mems芯片2连接，以能够将mems芯片2的电容、电阻等信号转换为电信号。
51.可选地，所述基底1中开设有第二容置槽12，所述第二容置槽12与所述第一容置槽11错位，所述asic芯片4嵌设于所述第二容置槽12中。
52.如图1-图2所示，本发明实施例在基底1中开设有第二容置槽12，将asic芯片4嵌设于第二容置槽12中，能够充分利用基底1的内部空间，从而提高基底1的空间利用率。并且，本发明实施例通过将asic芯片4设置于第二容置槽12内，能够避免asic芯片4的设置带来的封装结构的高度增加，从而能够降低封装结构的尺寸，便于封装结构的小型化发展，也扩大了该封装结构的适用范围。
53.其中，第二容置槽12可以为通槽，即第二容置槽12贯穿基底1，将asic芯片4设置于该通槽中，并将asic芯片4与该通槽的侧壁连接以进行固定。第二容置槽12也可以为凹槽，即第二容置槽12未贯穿基底1，将asic芯片4嵌设于该凹槽中。
54.并且，本发明实施例设置第二容置槽12与第一容置槽11错位，能够避免asic芯片4和mems芯片2的设置产生混乱或者干扰，保证asic芯片4和mems芯片2均能够正常工作。
55.可选地，所述asic芯片4设置于所述基底1上，所述asic芯片4与所述第一容置槽11错位。
56.具体地，本发明实施例可以将asic芯片4设置于基底1上，且asic芯片4与第一容置槽11错位，能够在通过asic芯片4连接mems芯片2的同时，利用盖板3、基底1和mems芯片2共同围成的背腔31的空间，也降低了该封装结构的生产难度。
57.可选地，所述第一容置槽11为通槽，所述mems芯片2设置于所述通槽内，且所述mems芯片2与所述通槽的侧壁连接。
58.具体地，本发明实施例设置第一容置槽11可以为通槽，即第一容置槽11贯穿基底1。将mems芯片2设置于该通槽内，并将mems芯片2与通槽的侧壁连接以实现mems芯片2的固定。其中，可以采用胶水等材料将mems芯片2与通槽的侧壁粘接，也可以将mems芯片2与通槽的侧壁焊接。
59.可选地，所述封装结构还包括防护层5，所述防护层5设置于所述mems芯片2靠近所述盖板3的一侧。
60.如图1-图2所示，本发明实施例设置封装结构还包括防护层5，防护层5设置于mems芯片2靠近盖板3的一侧。防护层5用于在mems芯片2与第一容置槽11的侧壁的连接过程中，保护mems芯片2，进而保证mems芯片2能够正常工作。
61.在一个实施例中，在采用胶水等材料将mems芯片2与通槽的侧壁粘接的情况下，防护层5可以为疏油层。疏油层，也即疏油涂层，是一种复合涂层材料，一般以纳米二氧化硅为原材料，采用喷涂工艺，在mems芯片2上表面形成涂层，使得mems芯片2具备良好的透光性和疏水疏油性，从而能够利用该疏油层避免粘接过程中的胶水不甚溢到mems芯片2上，保证了mems芯片2的正常工作，提供了封装结构的可靠性。
62.在另一个实施例中，在将mems芯片2与通槽的侧壁焊接的情况下，防护层5同样可
以对mems芯片2形成保护，避免焊接工艺对mems芯片2造成损伤，保证mems芯片2的正常工作。
63.可选地，所述封装结构还包括绝缘层6，所述绝缘层6设置于所述盖板3靠近所述mems芯片2的一侧。
64.如图1-图2所示，本发明实施例设置封装结构还包括绝缘层6，绝缘层6设置于盖板3靠近mems芯片2的一侧，能够隔离盖板3以避免短路，提高该封装结构的可靠性。
65.具体地，在封装结构的生产过程中，在依次将asic芯片4和mems芯片2设置于基底1内之后，可以采用金线将asic芯片4和mems芯片2连接以进行信号转换。其中，绝缘层6能够隔离开盖板3和金线，避免盖板3和金线连接导致的短路异常。另外，本发明实施例通过设置绝缘层6，还能够利用绝缘层6起到隔热效果，降低封装结构内部的温度，并且增强该封装结构的抗干扰能力。
66.可选地，所述绝缘层6的材料为聚酰亚胺和液晶高分子聚合物中的一种或者两种的组合。
67.具体地，本发明实施例设置绝缘层6的材料为聚酰亚胺和液晶高分子聚合物中的一种或者两种的组合，即绝缘层6的材料可以为聚酰亚胺或者液晶高分子聚合物，也可以为聚酰亚胺和液晶高分子聚合物的组合，均能够使得绝缘层6具备绝缘隔热效果。
68.可选地，所述绝缘层6的厚度范围为10微米至100微米。
69.具体地，本发明实施例设置绝缘层6的厚度范围为10微米至100微米，能够在利用绝缘层6隔离开盖板3和金线，以避免盖板3和金线连接导致的短路异常的同时，避免绝缘层6过厚带来的封装结构的尺寸增加，便于封装结构的小型化发展。
70.可选地，所述mems芯片2与所述第一容置槽11的侧壁之间具有连接间隙111，所述连接间隙111内设置有粘接件7。
71.如图1和图2所示，在将mems芯片2设置于第一容置槽11内时，mems芯片2与第一容置槽11的侧壁之间还具有连接间隙111，可以在该连接间隙111内设置粘接件7以能够将mems芯片2与第一容置槽11的侧壁连接，从而将mems芯片2固定于基底1内。
72.可选地，所述连接间隙111的宽度范围为50微米至200微米。
73.具体地，本发明实施例设置连接间隙111的宽度范围可以为50微米至200微米，也即mems芯片2与第一容置槽11的侧壁之间的粘接件7的宽度范围也为50微米至200微米，能够在利用粘接件7连接mems芯片2与第一容置槽11的侧壁的同时，降低粘接工艺的成本，从而降低该封装结构的生产成本。
74.可选地，所述粘接件7为橡胶件、硅胶件和树脂件中的至少一种。
75.具体地，本发明实施例设置mems芯片2与第一容置槽11的侧壁之间的粘接件7可以为橡胶件、硅胶件和树脂件中的至少一种，比如粘接件7可以为橡胶件、硅胶件或者树脂件，粘接件7也可以为橡胶件、硅胶件和树脂件任意两种的组合，粘接件7还可以为橡胶件、硅胶件和树脂件三种的组合，均能够利用粘接件7连接mems芯片2与第一容置槽11的侧壁，以将mems芯片2固定于基底1内。
76.可选地，所述盖板3为金属板，所述金属板盖设于所述基底1上并覆盖所述mems芯片2。
77.如图1所示，本发明实施例设置盖板3为金属板，比如盖板3可以为黄铜板、不锈钢
板或者其它金属材料板。金属板盖设于基底1上并覆盖mems芯片2，以能够对基底1中的mems芯片2或者其它芯片形成保护，提高该封装结构的可靠性。
78.可选地，所述盖板3包括相连的平整部32和弯折部33，所述平整部32与所述mems芯片2相对，所述弯折部33与所述基底1连接，所述平整部32和所述弯折部33共同覆盖所述mems芯片2。
79.如图2所示，本发明实施例还可以设置盖板3包括相连的平整部32和弯折部33，弯折部33连接于平整部32的两侧。设置平整部32与mems芯片2相对，两侧的弯折部33均与基底1连接，使得平整部32和弯折部33能够共同覆盖mems芯片2，以对基底1中的mems芯片2或者其它芯片形成保护，提高该封装结构的可靠性。
80.另外，根据不同的背腔31体积需求，可以调整平整部32与mems芯片2之间的距离，响应地也调整相连接的弯折部33的结构和尺寸，以能够利用平整部32和弯折部33共同覆盖mems芯片2，并使得平整部32和弯折部33能够与基底1和mems芯片2共同围成背腔31，从而满足不同的声学需求。
81.可选地，所述盖板3的厚度范围为50微米至200微米。
82.具体地，本发明实施例设置盖板3的厚度范围可以为50微米至200微米，能够在利用盖板3提高该封装结构的强度，并保护内部的芯片的同时，避免盖板3厚度过大带来的封装结构的尺寸增加，便于该封装结构的小型化发展。
83.根据本发明的另一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括上述任意一项所述的封装结构，包括该封装结构的电子设备的厚度尺寸能够做到0.4毫米-0.5毫米，极大地降低了电子设备的尺寸，便于电子设备的小型化发展。
84.根据本发明的再一个方面，提供了一种封装结构的制备方法。所述制备方法包括：
85.在基底1上开设第一容置槽11和与所述第一容置槽11连通的开口；
86.将mems芯片2设置于所述第一容置槽11内，将所述mems芯片2与所述第一容置槽11的侧壁连接，并使所述mems芯片2的前腔21与所述开口相对；
87.将盖板3盖设于所述基底1和所述mems芯片2上，以使所述盖板3、所述基底1和所述mems芯片2共同围成背腔31。
88.如图3所示，本发明还提供了一种封装结构的制备方法，具体包括：
89.第一步，在基底1上开设第一容置槽11和与第一容置槽11连通的开口，如图3(a)所示；
90.其中，基底1可以已经嵌设有asic芯片4。
91.第二步，贴承载底膜，以能够利用该承载底膜支撑基底1和mems芯片2，如图3(b)所示；
92.第三步，将mems芯片2放置于第一容置槽11内，并使mems芯片2的前腔21与开口相对，将mems芯片2与第一容置槽11的侧壁连接，如图3(c)和(d)所示，图3(e)为图3(d)的俯视图；
93.其中，将mems芯片2与第一容置槽11的侧壁连接可以为粘接或者焊接，比如先在mems芯片2的上表面做疏油处理，之后将mems芯片2与第一容置槽11的侧壁粘接或者焊接。
94.第四步，去除承载底膜，比如可以通过照射紫外光线以使承载底膜失去活性以便于去除，如图3(f)所示；
95.第五步，连接mems芯片2和asic芯片4，比如通过金线连接，如图3(g)所示；
96.第六步，盖设盖板3以覆盖mems芯片2，并使盖板3、基底1和mems芯片2共同围成背腔31，如图3(h)所示。
97.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
98.虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：

1.一种封装结构，其特征在于，包括：基底(1)，所述基底(1)上开设有第一容置槽(11)和与所述第一容置槽(11)连通的开口；mems芯片(2)，所述mems芯片(2)设置于所述第一容置槽(11)内，且所述mems芯片(2)与所述第一容置槽(11)的侧壁连接，所述mems芯片(2)的前腔(21)与所述开口相对；盖板(3)，所述盖板(3)盖设于所述基底(1)和所述mems芯片(2)上，且所述盖板(3)、所述基底(1)和所述mems芯片(2)共同围成背腔(31)。2.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，还包括asic芯片(4)，所述asic芯片(4)设置于所述基底(1)，所述mems芯片(2)通过所述asic芯片(4)连接至所述基底(1)。3.根据权利要求2所述的一种封装结构，其特征在于，所述基底(1)中开设有第二容置槽(12)，所述第二容置槽(12)与所述第一容置槽(11)错位，所述asic芯片(4)嵌设于所述第二容置槽(12)中。4.根据权利要求2所述的一种封装结构，其特征在于，所述asic芯片(4)设置于所述基底(1)上，所述asic芯片(4)与所述第一容置槽(11)错位。5.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，所述第一容置槽(11)为通槽，所述mems芯片(2)设置于所述通槽内，且所述mems芯片(2)与所述通槽的侧壁连接。6.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，还包括防护层(5)，所述防护层(5)设置于所述mems芯片(2)靠近所述盖板(3)的一侧。7.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，还包括绝缘层(6)，所述绝缘层(6)设置于所述盖板(3)靠近所述mems芯片(2)的一侧。8.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，所述mems芯片(2)与所述第一容置槽(11)的侧壁之间具有连接间隙(111)，所述连接间隙(111)内设置有粘接件(7)。9.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，所述盖板(3)为金属板，所述金属板盖设于所述基底(1)上并覆盖所述mems芯片(2)。10.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，所述盖板(3)包括相连的平整部(32)和弯折部(33)，所述平整部(32)与所述mems芯片(2)相对，所述弯折部(33)与所述基底(1)连接，所述平整部(32)和所述弯折部(33)共同覆盖所述mems芯片(2)。11.根据权利要求1所述的一种封装结构，其特征在于，所述盖板(3)的厚度范围为50微米至200微米。12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至11中任意一项所述的封装结构。13.一种封装结构的制备方法，其特征在于，包括：在基底上开设第一容置槽和与所述第一容置槽连通的开口；将mems芯片设置于所述第一容置槽内，将所述mems芯片与所述第一容置槽的侧壁连接，并使所述mems芯片的前腔与所述开口相对；将盖板盖设于所述基底和所述mems芯片上，以使所述盖板、所述基底和所述mems芯片共同围成背腔。

技术总结

本发明公开了一种封装结构、电子设备及封装结构的制备方法。所述封装结构包括基底、MEMS芯片和盖板。所述基底上开设有第一容置槽和与所述第一容置槽连通的开口，所述MEMS芯片设置于所述第一容置槽内，且所述MEMS芯片与所述第一容置槽的侧壁连接。本发明的一个技术效果在于，通过在基底上开设第一容置槽并将MEMS芯片设置于第一容置槽内，能够避免MEMS芯片的传统设置带来的封装结构的高度增加，从而能够降低封装结构的尺寸，也扩大了该封装结构的适用范围。用范围。用范围。