用于有针对性地匹配空腔内部压力的反应封闭气体制造技术

本发明专利技术提出一种用于制造微机械结构元件的方法，所述微机械结构元件具有基底以及与所述基底连接并且与所述基底包围第一空腔的盖，其中，在第一空腔中，第一压力占主导并且包括具有第一化学成分的第一气体混合物，其中，‑在第一方法步骤中，在基底中或者在盖中构造使第一空腔与微机械结构元件的周围环境连接的进口孔，其中，‑在第二方法步骤中，调节第一空腔中的第一压力和/或第一化学成分，其中，‑在第三方法步骤中，通过借助于激光将能量或热引入到基底或盖的吸收部分中来封闭进口孔，其中，在第四方法步骤中，将用于进一步调节第一压力和/或第一化学成分的反应气体引入到第一空腔中。

【技术实现步骤摘要】
用于有针对性地匹配空腔内部压力的反应封闭气体
本专利技术从根据权利要求1的前序部分所述的方法出发。
技术介绍
由WO2015/120939A1公知了这种方法。如果微机械结构元件的空腔中确定的内部压力是所期望的或者在所述空腔中应该包括具有确定的化学成分的气体混合物，则所述内部压力或所述化学成分经常在封盖微机械结构元件时或在基底晶片和盖晶片之间的键合过程中被调节。在封盖时，例如盖与基底连接，由此盖和基底共同包围所述空腔。通过调节在封盖时存在于周围环境中的气体混合物的气氛或压力和/或化学成分，由此可以调节所述空腔中的确定的内部压力和/或确定的化学成分。通过由WO2015/120939A1公知的方法可以有针对性地调节微机械结构元件的空腔中的内部压力。通过所述方法尤其可能的是，制造具有第一空腔的微机械结构元件，其中，在第一空腔中可以调节第一压力和第一化学成分，所述第一压力和第一化学成分与封盖的时间点时的第二压力和第二化学成分不同。在用于有针对性地调节根据WO2015/120939A1的微机械结构元件的空腔中的内部压力的方法中，在盖中或者在盖晶片中或者在基底中或者在传感器单元晶片中产生至空腔的窄的进口通道。接着，通过进口通道以期望的气体和期望的内部压力灌注所述空腔。最后，进口通道周围的区域局部地借助于激光加热，基底材料局部地液化并且在凝固时气密地封闭进口通道。转速传感器的性能特别灵敏地取决于空腔内部压力。此外，为了转速传感器的高的偏移表现(Offsetperformance)，在所述转速传感器的使用寿命内需要尽可能稳定的性能，因为所述性能与在补偿时被包括到补偿参数中的值的偏差导致转速传感器的偏移。因此，为了在转速传感器的使用寿命内实现尽可能高并且稳定的性能，必需的是，在转速传感器的使用寿命内使转速传感器空腔的内部压力稳定或者保持恒定。在具有高性能(即小的空腔内部压力)的转速传感器中，经常在HT贮存(具有相对高的温度的贮存时间间隔)之后观测到内部压力的升高，所述升高例如通过气体析出或气体扩散到空腔中产生。用于有针对性地调节微机械结构元件的空腔中的内部压力的其他方法由US8,546,928B2，US2015/0158720A1和US8,513,747B1公知。用于求取泄漏率的方法由US7,739,900B2公知。
技术实现思路
本专利技术的目的在于以相对于现有技术简单和成本低廉的方式提供一种用于制造相对于现有技术机械鲁棒的以及具有长的使用寿命的微机械结构元件的方法。此外，本专利技术的目的在于提供一种相对于现有技术紧凑的、机械鲁棒的和具有长的使用寿命的微机械结构元件。根据本专利技术，这特别适用于具有(第一)空腔的微机械结构元件。此外，通过根据本专利技术的方法和根据本专利技术的微机械结构元件也可以实现一种微机械结构元件，在所述微机械结构元件情况下，在第一空腔中可以调节第一压力和第一化学成分，并且在第二空腔中可以调节第二压力和第二化学成分。例如设置这种用于制造微机械结构元件的方法，对于这种方法有利的是，在一空腔中包括第一压力，并且在第二空腔中包括第二压力，其中，第一压力应该不同于第二压力。这则例如是下述情况，用于测量转速的第一传感器单元和用于测量加速度的第二传感器单元应该集成在微机械结构元件中。在此，第一空腔和第二空腔例如仅仅通过键合条相互分隔开。本专利技术的目的尤其是能够实现在微机械结构元件的使用寿命内的高性能。该任务通过如下方式解决，在第四方法步骤中，将用于进一步调节第一压力和/或第一化学成分的反应气体引入到第一空腔中。由此以简单和成本低廉的方式提供一种用于制造微机械结构元件的方法，通过所述方法可以使第一空腔中的第一压力(尤其是当第一空腔是转速传感器空腔时)在使用寿命内保持基本上恒定或稳定，或者通过所述方法可以在暂时调节第一压力之后进一步减小第一压力。这例如通过如下方式实现，即，少的气体量(所述少的气体量在使用寿命内从第一空腔内的材料中气体析出，或者所述少的气体量通过气体扩散例如穿过基底或穿过盖或者穿过第一空腔和第二空腔之间的键合框架或键合条到达第一空腔中)通过反应气体或者与预先或在封闭进口孔之前包括在所述空腔中的气体进行反应并且能够以所述方式使所述空腔的总内部压力基本上保持恒定或者减小。由此可以例如实现，尤其是当忽略对于不同气体种类的不同衰减系数时，使衰减并且由此使例如转速传感器的性能以第一近似保持不变。根据本专利技术的方法的另外的优点是，借助于反应气体可以对此反作用，在所述空腔中在通常的键合过程中或者时间上在通常的键合过程之后所形成的内部压力不相应于在键合时被包括的压力。根据本专利技术替代地或附加地设置，在第四方法步骤中，用于进一步调节第一压力和/或第一化学成分的除气剂(Getter)被引入到第一空腔中。根据本专利技术也设置，反应气体基本上包括除气剂的特性。结合本专利技术，术语除气剂理解为用于尽可能长时间地保持真空的化学反应材料。根据本专利技术设置，所述材料以固体聚集态或以液体聚集态或以气态聚集态存在。例如，在除气剂的表面上使气体分子与除气剂材料的原子进行直接的化学化合。然而替代地或附加地也设置，气体分子通过吸附而固定保持在除气剂材料上。以所述方式使气体分子在除气剂材料的表面之中或之上“被俘获”。结合本专利技术，在激活的除气剂和未激活的除气剂之间进行区分，其中，激活的除气剂与未激活的除气剂相比具有较高的俘获率。在此，俘获率例如理解为每单位时间、例如每秒在除气剂材料的表面之中或之上所俘获的气体分子的数量。此外根据本专利技术，在可逆的除气剂和不可逆的除气剂之间进行区分。在此根据本专利技术，可逆的除气剂包括至少部分可逆或者占主导可逆的除气剂材料，不可逆的除气剂包括至少部分不可逆或者占主导不可逆的除气剂材料。然而根据本专利技术也设置，不仅可逆的除气剂而且不可逆的除气剂分别具有至少部分可逆的除气剂材料和至少部分地不可逆的除气剂材料。根据本专利技术，可逆的除气剂材料理解为一种下述的除气剂材料，该除气剂材料在第一时间点上或在第一持续时间期间使气体分子在除气剂材料的表面之中或之上基本上俘获或接收，并且在第二时间点上或在第二持续时间期间将所俘获的气体分子从除气剂材料的表面中或上又基本上脱离或释放。根据本专利技术，“基本上俘获或接收”例如这样理解，俘获率大于释放率，或者吸附率和吸收率的第一总和大于解吸附率。根据本专利技术，“基本上脱离或释放”例如理解为，俘获率小于释放率，或者第一总和小于解吸附率。在此，吸附率例如理解为每单位时间、例如每秒在除气剂材料的表面上所俘获的气体分子的数量。在此，吸收率例如理解为每单位时间、例如每秒在除气剂材料的表面中或在除气剂材料的体积中所俘获的气体分子的数量。在此，释放率或解吸附率例如理解为每单位时间、例如每秒从除气剂材料的表面中或从除气剂材料的表面脱离的或释放的气体分子的数量。根据本专利技术，可逆的除气剂是基本上可再生的或者能够被置于具有高的吸收准备或吸附准备的初始状态中。根据本专利技术，吸收准备或吸附准备理解为在存在相应的气体分子时提供高的吸收率或吸附率。根据本专利技术优选，颗粒或粒子理解为原子或原子团、例如分子或多个分子。结合本专利技术，所述颗粒处于气态聚集态、液体聚集态或固体聚集态中或者是气相、液相或固相的部分并且包括至少一个相对于其周围环境的相边界面。根据本专利技术，颗粒尤其理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造微机械结构元件(1)的方法，所述微机械结构元件具有基底(3)和与所述基底(3)连接并与所述基底(3)包围第一空腔(5)的盖(7)，其中，在所述第一空腔(5)中，第一压力占主导并且包括具有第一化学成分的第一气体混合物，其中，‑在第一方法步骤(101)中，在所述基底(3)中或者在所述盖(7)中构造将所述第一空腔(5)与所述微机械结构元件(1)的周围环境(9)连接的进口孔(11)，其中，‑在第二方法步骤(102)中，调节所述第一空腔(5)中的第一压力和/或第一化学成分，其中，‑在第三方法步骤(103)中，通过借助于激光将能量或热引入到所述基底(3)或所述盖(7)的吸收部分中来封闭所述进口孔(11)，其特征在于，在第四方法步骤中，将用于进一步调节所述第一压力和/或所述第一化学成分的反应气体(801)引入到所述第一空腔(5)中。

【技术特征摘要】
2015.12.08 DE 102015224533.01.用于制造微机械结构元件(1)的方法，所述微机械结构元件具有基底(3)和与所述基底(3)连接并与所述基底(3)包围第一空腔(5)的盖(7)，其中，在所述第一空腔(5)中，第一压力占主导并且包括具有第一化学成分的第一气体混合物，其中，-在第一方法步骤(101)中，在所述基底(3)中或者在所述盖(7)中构造将所述第一空腔(5)与所述微机械结构元件(1)的周围环境(9)连接的进口孔(11)，其中，-在第二方法步骤(102)中，调节所述第一空腔(5)中的第一压力和/或第一化学成分，其中，-在第三方法步骤(103)中，通过借助于激光将能量或热引入到所述基底(3)或所述盖(7)的吸收部分中来封闭所述进口孔(11)，其特征在于，在第四方法步骤中，将用于进一步调节所述第一压力和/或所述第一化学成分的反应气体(801)引入到所述第一空腔(5)中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第五方法步骤中，引起所述反应气体(801)的至少一个第一粒子(A)和另外的气体(803)的至少一个第二粒子(B)之间的至少一个结合、尤其是至少一个化学结合。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个结合基于所述至少一个第一粒子(A)的电子和所述至少一个第二粒子(B)的电子之间的相互作用、尤其是静电相互作用而引起。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于所述结合这样产生新粒子(C)，使得所述新粒子(C)的化学成分为-ABx或-AB或-AxB，其中，x＞1。5.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·布莱特林，F·赖兴巴赫，J·莱茵穆特，J·阿姆托尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE