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一種防水透氣結(jié)構(gòu)、制造方法及封裝結(jié)構(gòu)與流程

文檔序號(hào):39649727發(fā)布日期:2024-10-15 12:42閱讀:103來(lái)源:國(guó)知局
一種防水透氣結(jié)構(gòu)、制造方法及封裝結(jié)構(gòu)與流程

本發(fā)明涉及微電子機(jī)械系統(tǒng),特別涉及一種防水透氣結(jié)構(gòu)、制造方法及封裝結(jié)構(gòu)。


背景技術(shù):

1、mems芯片是指微機(jī)電系統(tǒng)芯片(micro-electro-mechanical?systems),它是一種集成了微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子元件和微處理器的芯片。目前,mems芯片已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中,包括智能手機(jī)、平板電腦、汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備等。對(duì)于應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的mems芯片,防水是一個(gè)重要的考慮因素。

2、現(xiàn)有mems芯片的防水措施是在mems芯片的安裝處貼附一個(gè)網(wǎng)布結(jié)構(gòu)的防水絲網(wǎng)或防水膜。然而,這種防水結(jié)構(gòu)存在一些潛在問(wèn)題。首先,由于防水絲網(wǎng)或防水膜的材料和結(jié)構(gòu)限制,它們?nèi)菀资艿綁毫Φ挠绊懚l(fā)生不可逆的形變,從而降低防水效果。其次,由于制造過(guò)程中的差異性,這類(lèi)防水結(jié)構(gòu)的一致性較差,很難確保不同產(chǎn)品或批次之間的防水透氣性能保持一致,以至于無(wú)法確保mems芯片的防水性能的可靠性和穩(wěn)定性。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實(shí)施例提供一種防水透氣結(jié)構(gòu)、制造方法及封裝結(jié)構(gòu),旨在提高防水透氣結(jié)構(gòu)的可靠性和一致性以及提高mems芯片的防水性能。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案:

3、第一方面,提供了一種防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,包括:

4、提供襯底;

5、刻蝕所述襯底的一側(cè)表面,以在所述襯底的一側(cè)形成多個(gè)柱狀凸部,相鄰的所述柱狀凸部之間具有溝槽,相鄰的所述溝槽之間互相連通;

6、制作金屬結(jié)構(gòu),所述金屬結(jié)構(gòu)填充于所述溝槽中,相連通的所述溝槽中的金屬結(jié)構(gòu)相連接;

7、制作空腔,所述空腔貫通所述襯底的中部,其中,在所述襯底厚度方向上,位于所述空腔投影范圍內(nèi)的所述柱狀凸部被刻蝕,位于所述空腔投影范圍內(nèi)的所述金屬結(jié)構(gòu)露出;

8、制作疏水膜層,所述疏水膜層至少覆蓋所述金屬結(jié)構(gòu)露出的表面;

9、其中,露出于所述空腔中的所述金屬結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

10、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,所述襯底包括支撐層和絕緣層,所述支撐層和所述絕緣層沿所述襯底的厚度方向?qū)盈B設(shè)置,所述絕緣層所在的層結(jié)構(gòu)用于形成所述柱狀凸部。

11、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,所述柱狀凸部為圓柱,所述柱狀凸部的直徑介于3.5μm-5μm之間;

12、和/或,所述柱狀凸部為多棱柱,所述柱狀凸部相對(duì)的兩個(gè)面之間的最小距離介于3.5μm-5μm之間。

13、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,相鄰的所述柱狀凸部之間的最小間距介于0.5μm-1μm之間。

14、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,所述刻蝕所述襯底的一側(cè)表面,以在所述襯底的一側(cè)形成多個(gè)柱狀凸部,相鄰的所述柱狀凸部之間具有溝槽,相鄰的所述溝槽之間互相連通包括:

15、制作第一光刻膠結(jié)構(gòu),所述第一光刻膠結(jié)構(gòu)覆蓋所述襯底的一側(cè)表面;

16、刻蝕所述第一光刻膠結(jié)構(gòu),以使得所述第一光刻膠結(jié)構(gòu)上形成有多個(gè)預(yù)設(shè)凸部,相鄰的所述預(yù)設(shè)凸部之間具有預(yù)設(shè)溝槽,相鄰的所述預(yù)設(shè)溝槽相互連通,所述襯底的部分表面于所述預(yù)設(shè)溝槽中露出;

17、沿所述襯底的厚度方向,在所述預(yù)設(shè)溝槽中刻蝕所述襯底,以在所述襯底上形成所述柱狀凸部和所述溝槽;

18、去除所述第一光刻膠結(jié)構(gòu)。

19、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,在所述制作金屬結(jié)構(gòu),所述金屬結(jié)構(gòu)填充于所述溝槽中,相連通的所述溝槽中的金屬結(jié)構(gòu)相連接之前,所述制造方法還包括:

20、制作金屬膜層,所述金屬膜層至少覆蓋每個(gè)所述溝槽的內(nèi)壁。

21、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,制作空腔,所述空腔貫通所述襯底的中部,其中,在所述襯底厚度方向上,位于所述空腔投影范圍內(nèi)的所述柱狀凸部被刻蝕,位于所述空腔投影范圍內(nèi)的所述金屬結(jié)構(gòu)露出包括:

22、制作第一輔助支撐結(jié)構(gòu),所述第一輔助支撐結(jié)構(gòu)覆蓋所述襯底具有金屬結(jié)構(gòu)的一側(cè)表面,以及覆蓋所述金屬結(jié)構(gòu)露出的表面;

23、制作第二光刻膠結(jié)構(gòu),所述第二光刻膠結(jié)構(gòu)覆蓋所述襯底遠(yuǎn)離所述金屬結(jié)構(gòu)的一側(cè)表面;

24、制作預(yù)設(shè)空腔,所述預(yù)設(shè)空腔貫通所述第二光刻膠結(jié)構(gòu)的中部,所述襯底的部分表面在所述預(yù)設(shè)空腔中露出;

25、沿所述襯底的厚度方向,在所述預(yù)設(shè)空腔中刻蝕所述襯底,以形成貫通所述襯底中部的空腔;

26、去除所述第二光刻膠結(jié)構(gòu)。

27、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,所述金屬結(jié)構(gòu)采用電鍍填充的方式附著于所述金屬膜層上,并沉積于所述溝槽中。

28、第二方面,提供了一種防水透氣結(jié)構(gòu),包括:

29、襯底,所述襯底具有貫通自身厚度的空腔;

30、多個(gè)金屬結(jié)構(gòu),多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置且相連接,部分所述金屬結(jié)構(gòu)在所述空腔中露出,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),部分所述金屬結(jié)構(gòu)嵌設(shè)于所述襯底的一側(cè)表面;

31、疏水膜層,所述疏水膜層至少覆蓋所述金屬結(jié)構(gòu)露出的表面。

32、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,所述襯底包括支撐層和絕緣層,所述支撐層和所述絕緣層沿所述襯底的厚度方向?qū)盈B設(shè)置,所述金屬結(jié)構(gòu)嵌設(shè)于所述絕緣層中。

33、除了上述公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征之外,或者作為替代,還包括金屬膜層,所述金屬膜層覆蓋所述金屬結(jié)構(gòu)的部分表面。

34、第三方面,提供了一種mems芯片的封裝結(jié)構(gòu),包括:封裝殼體、mems芯片以及上述公開(kāi)的防水透氣結(jié)構(gòu),所述mems芯片設(shè)置于所述封裝殼體內(nèi),所述封裝殼體開(kāi)設(shè)有通氣孔,所述防水透氣結(jié)構(gòu)安裝于所述通氣孔處。

35、上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:本申請(qǐng)通過(guò)在襯底的溝槽中制作金屬結(jié)構(gòu),使得金屬結(jié)構(gòu)能夠嵌入溝槽中,且相鄰的金屬結(jié)構(gòu)還可以相互連接,在去除柱狀凸部后,使得部分金屬結(jié)構(gòu)能夠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以利用其細(xì)小的孔徑和表面張力效應(yīng),防止液體通過(guò)微小孔隙滲透。具體地,表面張力會(huì)迫使水滴保持在網(wǎng)格的表面,而不穿過(guò)網(wǎng)格。相比傳統(tǒng)的柔性防水膜或防水絲網(wǎng),金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐久性和耐腐蝕性,能夠在較大的壓力和機(jī)械應(yīng)力下維持網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不變形、不破損,從而確保了防水性能的持續(xù)性。且,通過(guò)刻蝕和填充的工藝,將金屬結(jié)構(gòu)精確地嵌入襯底中的溝槽中,確保了結(jié)構(gòu)的一致性和精度。由于這些工藝可以嚴(yán)格控制每一層的厚度、網(wǎng)格大小和材料分布,確保了防水透氣結(jié)構(gòu)在不同批次產(chǎn)品中具有一致的性能。

36、將金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嵌入襯底中,而不是表面貼附,大大減少了外界壓力對(duì)金屬網(wǎng)格的直接影響,進(jìn)一步提升了防形變能力。覆蓋在金屬結(jié)構(gòu)和空腔內(nèi)壁上的疏水膜層提供了額外的防水保護(hù)。疏水膜覆蓋在金屬結(jié)構(gòu)的表面,既能阻止液體滲透,又不會(huì)完全阻斷空氣流通,實(shí)現(xiàn)了防水與透氣的平衡。進(jìn)一步地,露出于空腔中的金屬結(jié)構(gòu)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在防水的同時(shí)保持了透氣性。



技術(shù)特征:

1.一種防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述襯底包括支撐層和絕緣層,所述支撐層和所述絕緣層沿所述襯底的厚度方向?qū)盈B設(shè)置,所述絕緣層所在的層結(jié)構(gòu)用于形成所述柱狀凸部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述柱狀凸部為圓柱,所述柱狀凸部的直徑介于3.5μm?-?5μm之間;

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,相鄰的所述柱狀凸部之間的最小間距介于0.5μm?-?1μm之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述刻蝕所述襯底的一側(cè)表面,以在所述襯底的一側(cè)形成多個(gè)柱狀凸部,相鄰的所述柱狀凸部之間具有溝槽,相鄰的所述溝槽之間互相連通包括:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,在所述制作金屬結(jié)構(gòu),所述金屬結(jié)構(gòu)填充于所述溝槽中,相連通的所述溝槽中的金屬結(jié)構(gòu)相連接之前,所述制造方法還包括:

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,制作空腔,所述空腔貫通所述襯底的中部,其中,在所述襯底厚度方向上,位于所述空腔投影范圍內(nèi)的所述柱狀凸部被刻蝕,位于所述空腔投影范圍內(nèi)的所述金屬結(jié)構(gòu)露出包括:

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防水透氣結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述金屬結(jié)構(gòu)采用電鍍填充的方式附著于所述金屬膜層上,并沉積于所述溝槽中。

9.一種防水透氣結(jié)構(gòu),其特征在于,包括:

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防水透氣結(jié)構(gòu),其特征在于,所述襯底(10)包括支撐層(101)和絕緣層(102),所述支撐層(101)和所述絕緣層(102)沿所述襯底(10)的厚度方向?qū)盈B設(shè)置,所述金屬結(jié)構(gòu)(30)嵌設(shè)于所述絕緣層(102)中。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防水透氣結(jié)構(gòu),其特征在于,還包括金屬膜層(301),所述金屬膜層(301)覆蓋所述金屬結(jié)構(gòu)(30)的部分表面。

12.一種mems芯片的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,包括:封裝殼體、mems芯片以及權(quán)利要求9-11任一所述的防水透氣結(jié)構(gòu),所述mems芯片設(shè)置于所述封裝殼體內(nèi),所述封裝殼體開(kāi)設(shè)有通氣孔,所述防水透氣結(jié)構(gòu)安裝于所述通氣孔處。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,公開(kāi)了一種防水透氣結(jié)構(gòu)、制造方法及封裝結(jié)構(gòu),其中制造方法包括:提供襯底;在襯底的一側(cè)形成多個(gè)柱狀凸部,相鄰的柱狀凸部之間具有溝槽,相鄰的溝槽之間互相連通;制作填充于溝槽中的金屬結(jié)構(gòu),相連通的溝槽中的金屬結(jié)構(gòu)相連接;制作貫通襯底的中部的空腔,以使得在襯底厚度方向上,位于空腔投影范圍內(nèi)的柱狀凸部被刻蝕,位于空腔投影范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)露出,構(gòu)成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);制作疏水膜層。通過(guò)設(shè)置嵌入襯底中的金屬的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使得防水透氣結(jié)構(gòu)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐久性、耐腐蝕性和一致性,能夠在較大的壓力和機(jī)械應(yīng)力下維持網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不變形、不破損,從而確保了防水性能的持續(xù)性。

技術(shù)研發(fā)人員:劉青
受保護(hù)的技術(shù)使用者:蘇州敏芯微電子技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/10/14
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