本申請(qǐng)涉及mems安裝，尤其涉及mems模塊和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、通常mems芯片通過(guò)軟硅膠粘接到陶瓷封裝體上，再通過(guò)焊料裝配到印制電路板上，形成一個(gè)傳感器單元。由于該傳感器單元工作產(chǎn)生熱量，或傳感器單元受到周?chē)鸁嵩吹挠绊?，熱量?huì)傳至mems芯片。熱量的傳遞造成mems芯片溫度的變化，而mems芯片本體、封裝材料、焊錫、pcb材質(zhì)不同，形成熱應(yīng)力。

2、熱應(yīng)力會(huì)使mems芯片發(fā)生翹曲。如果熱應(yīng)力過(guò)大，粘接界面還會(huì)發(fā)生塑性形變，出現(xiàn)輸出遲滯現(xiàn)象，即偏置電壓隨溫度遲滯變化。如果mems芯片還受到較大的溫度循環(huán)載荷作用，塑性形變還可能逐步累積，形成很大的偏置漂移。

3、mems芯片周?chē)鷾囟炔煌?，各個(gè)芯片管腳的應(yīng)力大小、方向不均勻，更容易引起翹曲、斷裂、疲勞的問(wèn)題。

4、因此，如何降低熱應(yīng)力對(duì)mems芯片可靠性的影響，是需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種mems模塊和電路模塊，以降低熱應(yīng)力對(duì)mems芯片可靠性的影響。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例采取了如下技術(shù)方案。

3、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種mems模塊，包括：mems本體和過(guò)渡基板。本申請(qǐng)中所述的mems本體指由封裝材料封裝的mems芯片，所述mems本體安裝于所述過(guò)渡基板的上表面；所述過(guò)渡基板的下表面用于安裝至主基板的上表面，所述mems本體通過(guò)所述過(guò)渡基板與所述主基板電連接。

4、所述過(guò)渡基板的材料滿足：所述過(guò)渡基板的熱膨脹系數(shù)是介于mems本體封裝材料的熱膨脹系數(shù)和所述主基板的熱膨脹系數(shù)之間的。

5、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本mems模塊具有以下有益效果：

6、在溫度變化時(shí)，主基板由于熱脹冷縮的原理產(chǎn)生一個(gè)形變，mems本體由于熱脹冷縮的原理產(chǎn)生一個(gè)形變，本mems模塊的過(guò)渡基板介于主基板和mems本體之間，形變量也介于主基板和mems本體之間，相較于主基板對(duì)mems本體直接作用造成的熱應(yīng)力，本mems模塊中mems本體產(chǎn)生的熱應(yīng)力明顯降低。過(guò)渡基板起到了均熱、熱匹配的作用。此外，由于多了一層過(guò)渡基板，相較于僅僅mems本體提高了熱容，有助于緩解mems本體的溫度變化速率。

7、可選地，所述過(guò)渡基板的材料選取的是以下材料中與所述mems本體封裝材料的熱膨脹系數(shù)最接近的一種：銅基板，鋁基板，al2o3陶瓷基板，aln陶瓷基板，si3n4陶瓷基板，beo陶瓷基板，zro2陶瓷基板。

8、選取與所述mems本體封裝材料的熱膨脹系數(shù)最接近的一種能夠?qū)⑿巫儾顜?lái)的應(yīng)力集中在過(guò)渡基板上，而進(jìn)一步減小mems本體產(chǎn)生的熱應(yīng)力。上述基板材料具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，還能夠加快導(dǎo)熱、使溫度均勻分布，進(jìn)而形變均勻分布，進(jìn)一步減小mems本體產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

9、可選地，所述過(guò)渡基板的尺寸大于所述mems本體的焊接面尺寸，過(guò)渡基板的尺寸大于所述mems本體的焊接面尺寸能夠保障mems本體的安裝穩(wěn)定性。此時(shí)，所述mems本體焊接在所述過(guò)渡基板的幾何中心，最有利于熱量均勻傳遞。

10、可選地，所述過(guò)渡基板在下表面的邊緣設(shè)置焊接點(diǎn)，所述焊接點(diǎn)用于與所述主基板電連接，所述焊接點(diǎn)與所述mems本體電連接。這樣，所述過(guò)渡基板在下表面的中心區(qū)域就可以留出為所述mems本體散熱的空間。

11、可選地，所述mems本體在所述過(guò)渡基板的下表面的正投影區(qū)域，設(shè)置有第一露銅焊接面；所述mems本體在所述主基板上表面的正投影區(qū)域，設(shè)置有第二露銅焊接面；所述第一露銅焊接面與所述第二露銅焊接面連接，這樣有利于過(guò)渡基板和主基板的熱量傳遞，有利于mems本體的散熱。所述第一露銅焊接面與所述第二露銅焊接面可以作為0電勢(shì)地平面。

12、可選地，所述過(guò)渡基板包括金屬化過(guò)孔和熱焊盤(pán)，所述熱焊盤(pán)通過(guò)所述金屬化過(guò)孔連接所述第一露銅焊接面。所述過(guò)渡基板中需要接地的點(diǎn)可以通過(guò)熱焊盤(pán)和金屬化過(guò)孔連接到所述第一露銅焊接面，這樣設(shè)計(jì)同樣有利于所述mems本體散熱。

13、可選地，所述過(guò)渡基板設(shè)有第一器件，所述主基板設(shè)有第二器件，所述第二器件的功率高于所述第一器件。

14、可選地，所述第一器件包括無(wú)源器件，所述第二器件包括有源器件。所述無(wú)源器件可包括電容、電阻。無(wú)源器件相較于有源器件的功耗較低，產(chǎn)生的熱量較低，因此可以避免有源器件設(shè)置到所述過(guò)渡基板上，有利于所述mems本體的溫度穩(wěn)定和散熱。

15、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電路模塊，包括主基板和第一方面的mems模塊。

16、可選地，所述過(guò)渡基板設(shè)有第一器件，所述主基板設(shè)有第二器件，所述第二器件的功率高于所述第一器件。

17、可選地，主基板上表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域距離所述mems模塊比所述第二區(qū)域更近，所述第一區(qū)域的器件的平均功率低于所述第一區(qū)域的器件的平均功率。即主基板上表面距離所述mems模塊更近的區(qū)域中安裝功率較低的元器件，距離所述mems模塊更遠(yuǎn)的區(qū)域中安裝功率較高的元器件，有利于所述mems本體的溫度穩(wěn)定和散熱。

技術(shù)特征：

1.一種mems模塊，其特征在于，包括：mems本體(100)和過(guò)渡基板(200)；所述mems本體(100)安裝于所述過(guò)渡基板(200)的上表面；

2.如權(quán)利要求1所述的mems模塊，其特征在于，所述過(guò)渡基板(200)的材料選取的是以下材料中與所述mems本體(100)封裝材料的熱膨脹系數(shù)最接近的一種：銅基板，鋁基板，al2o3陶瓷基板，aln陶瓷基板，si3n4陶瓷基板，beo陶瓷基板，zro2陶瓷基板。

3.如權(quán)利要求1所述的mems模塊，其特征在于，所述過(guò)渡基板(200)的尺寸大于所述mems本體(100)的焊接面尺寸，所述mems本體(100)焊接在所述過(guò)渡基板(200)的幾何中心以便熱量均勻傳遞。

4.如權(quán)利要求3所述的mems模塊，其特征在于，所述過(guò)渡基板(200)在下表面的邊緣設(shè)置焊接點(diǎn)，所述焊接點(diǎn)用于與所述主基板(300)電連接，所述焊接點(diǎn)與所述mems本體(100)電連接。

5.如權(quán)利要求3所述的mems模塊，其特征在于，所述mems本體(100)在所述過(guò)渡基板(200)的下表面的正投影區(qū)域，設(shè)置有第一露銅焊接面；所述mems本體(100)在所述主基板(300)上表面的正投影區(qū)域，設(shè)置有第二露銅焊接面；所述第一露銅焊接面與所述第二露銅焊接面連接。

6.如權(quán)利要求5所述的mems模塊，其特征在于，所述過(guò)渡基板(200)包括金屬化過(guò)孔和熱焊盤(pán)，所述熱焊盤(pán)通過(guò)所述金屬化過(guò)孔連接所述第一露銅焊接面。

7.如權(quán)利要求1所述的mems模塊，其特征在于，所述過(guò)渡基板(200)設(shè)有第一器件，所述主基板(300)設(shè)有第二器件，所述第二器件的功率高于所述第一器件。

8.如權(quán)利要求7所述的mems模塊，其特征在于，所述第一器件包括無(wú)源器件，所述第二器件包括有源器件。

9.一種電路模塊，其特征在于，包括主基板(300)和權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的mems模塊，所述過(guò)渡基板(200)設(shè)有第一器件，所述主基板(300)設(shè)有第二器件，所述第二器件的功率高于所述第一器件。

10.如權(quán)利要求9所述的電路模塊，其特征在于，主基板(300)上表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域距離所述mems模塊比所述第二區(qū)域更近，所述第一區(qū)域的器件的平均功率低于所述第一區(qū)域的器件的平均功率。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種MEMS模塊和電路模塊，涉及MEMS安裝技術(shù)領(lǐng)域。MEMS本體(100)安裝于過(guò)渡基板(200)的上表面構(gòu)成MEMS模塊，過(guò)渡基板(200)的下表面用于安裝至主基板(300)的上表面；過(guò)渡基板的熱膨脹系數(shù)是介于MEMS本體(100)封裝材料的熱膨脹系數(shù)和主基板(300)的熱膨脹系數(shù)之間的。在溫度變化時(shí)，本MEMS模塊的過(guò)渡基板形變量也介于主基板和MEMS本體之間，相較于主基板對(duì)MEMS本體直接作用造成的熱應(yīng)力，本MEMS模塊中MEMS本體產(chǎn)生的熱應(yīng)力明顯降低。

技術(shù)研發(fā)人員：郭俊生
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州導(dǎo)遠(yuǎn)電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231117
技術(shù)公布日：2024/9/29