制造微机电构件的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造微机电构件的方法。为得到一种节省空间的微机电构件触点接通，本发明专利技术规定，微机电构件（２７）由一个包括第一侧（２）和基本上与第一侧（２）相对的第二侧（４）的基片（６）构成，其中，至少第一侧（２）有至少一个微机电元件（５），为此，在基片（６）内嵌入至少一个导电通道（８），它连接第一侧（２）与第二侧（４）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造微机电(mikro-elektromechanisch)构件的方法以及一种封装的微机电构件。本专利技术尤其涉及一种在包括结构化支座的晶片组件(Waferverband)内制造封装的微机电构件的方法，以及一种包括结构化支座的封装的微机电构件。微机电学被认为是当今的关键技术之一。微机电系统(MEMS)在传感技术、光学和通讯技术中有很多潜在的和已经存在的应用。例如MEMS构件一些年以来已看到在汽车工业中应用于气囊作为加速度传感器。根据由MEMS产品欧州销售组织NEXUS于2002年做的市场调查报告，MEMS工业的年度增长率可达20％。然而在MEMS功能块中往往存在这样的问题，即，触点接通在其空间上的布局对MEMS功能块机械部件的功能有不利的影响。通常，微机械结构与功能块的电接头一样处于功能块的同一侧。但尤其在具有光学功能的MEMS功能块中，这些接头必须被置于与具有微机械元件相对的那一侧上，从而例如当固定在印刷电路板上时这些微机械元件不被遮盖。为此，触点通常侧向地在微机电构件周围在功能块的外壳内导引。在这种情况下的缺点主要是，这种触点接通的方式是占很大的空间并因而与微型化相矛盾。此外，这样一种触点接通要求孤立这些构件，为的是触点能在周围导引。因此，这种方法也不适合在晶片组件中实施。因此本专利技术的目的是克服或至少减轻在MEMS构件中以及在其制造时的上述缺点。此目的通过按权利要求1的方法以及按权利要求29的MEMS构件以意想不到的简单的方式达到。按本专利技术，微机电构件由一个包括第一侧和基本上与第一侧相对的第二侧的基片构成，其中至少第一侧有至少一个微机电元件，其中，在基片内嵌入至少一个导电通道，它连接第一侧与第二侧。以此方式，通过按本专利技术的方法在基片的第一侧与第二侧之间提供了一种导电连接。由此可以特别节省空间的方式将微机电元件的触点接通布设在基片上与这些元件相对的一侧上。此外，此方法优选地包括将至少一个支座固定在基片第一侧上的步骤。在这里，固定支座和嵌入导电通道的工作步骤的顺序不是固定的。例如，支座的固定可以在通道的嵌入之前或之后进行。同样，通道的嵌入也可以分成多个步骤进行。在这种情况下也可以在实施嵌入的两个工艺步骤之间固定支座。特别优选地，固定支座或嵌入至少一个导电通道的步骤中至少一个在晶片组件中实施。这就允许特别经济地制造MEMS功能块。此外，通过固定支座达到至少部分包装晶片组件内的功能块，相应地成为“Wafer-Level-Packaging(晶片水平封装)”。借助导电通道可按有利的方式尤其从基片的相对侧实现与微机械部件电接头的穿透式电触点接通。以此方式可以在基片上有微机械部件的那一侧避免占用很大空间和妨碍构件功能的触点接通。导电通道的嵌入可以不同的方式实现，其中不同的加工可能性也可以根据基片的材料选择。尤其是，嵌入导电通道的步骤包括通过去除基片材料制造一个凹槽的步骤。凹槽可根据基片材料用不同的方法制成。例如，这种凹槽可借助于蚀刻法制造。例如对于硅半导体基片尤其适用一种各向异性的干蚀刻法，例如以SF6根为基础的“ASE-法”。不同的湿蚀刻法，诸如用KOH碱液的各向异性蚀刻，也适用于这种半导体基片，KOH碱液对于Si晶片也提供(100)定向。为了制成凹槽也可以采用磨削或超声波振荡研磨。此外，有利地此方法除嵌入导电通道的步骤外还包括用导电材料充填通道的步骤。作为材料可首先采用一种导电的环氧化物。用这种环氧化物充填意味着这是一种可易于实施的方法的方案。为了能使导电通道有特别低的电阻，有利的是导电材料包括一种金属，它通过电渡沉积在凹槽内。导电连接同样可以借助加入填料或离子植入制成，所以至少使得为了加入填料区而去除基片材料的步骤成为多余。尤其是为了穿透式触点接通建立微机电元件与导电通道的电连接，有利的是此方法附加地还包括制成至少一个电接触面的步骤。导电通道可与此接触面直接接触，或通过一电连接装置，例如印制导线，连接在接触面上。优选地，将接触面制在基片的第一侧上。此外，基片可有利地被减薄。由此主要达到可以减小导电通道所需要的深度。在这方面特别有利的是，基片的减薄在固定支座后进行。因为与基片连接的支座给予基片附加的强度，故以此方式可使基片进一步减薄，不会使基片机械过载并导致破坏，这在未固定支座时是可能发生的。例如，按此方法的一种优选的设计，基片在第一侧上与支座，例如一块薄玻璃板粘结。由此保护在基片上的微机械元件并使此结构获得附加的稳定性。作为胶粘剂通常可采用一种恰当的环氧树脂。然后此基片可在背侧通过磨削过程机械地减薄，机械的稳定性仍由支座保证。导电通道尤其可借助将基片磨薄制成，为此光学晶片的第一侧通过摄影平版术结构化并加工成形式上为蚀刻沟的凹槽。在此方案中，导电通道优选地在连接微机电元件的接触面或连接垫(Bondpad)旁。蚀刻沟然后充填导体，并从蚀刻沟到连接垫安放印制导线。之后，安装透明的盖，以及接着晶片在背面减薄到，使蚀刻沟导致电的充填物在第二侧露出。基片可以包括许多恰当的材料。除了常用于MEMS功能块的半导体材料外，基片同样也包括玻璃、金属、陶瓷、压电材料、塑料或复合材料。此外，此方法可有利地通过制成结构化的支座而进一步改进。在这里，结构化既可以在已经与基片组合的状态下整个或部分地进行，也可以在与基片分开的情况下进行。支座的结构化可有利地包括加入至少一个构成空穴和/或通孔的结构的步骤。空穴可例如用于容纳流体，或也可围绕在基片上微机电元件突出的部分。借助通孔可实现微机电元件与周围的联系，从而例如光可无阻碍地照射在微机电部件上。此外，支座可这样结构化，即，使它包括至少一个小沟，尤其是V形槽，其中，小沟优选地沿支座表面的一个方向延伸。这样一些小沟可尤其用于容纳光学纤维。通常可借助结构化在支座内或支座上制成机械配合面。因此，嵌入配合面内的元件可以在相对于基片亦即相对于一些微机械元件准确定位的情况下嵌入。这样一种配合面尤其适用于光学元件，例如波导管、光学透镜或棱镜。然而，光学元件与支承件可以不只是通过机械配合面连接。确切地说，支座本身也可以按这样的方式结构化，即，使它有一些光学部件。这些组合在内的光学元件可例如包括透镜或光栅。对于某些MEMS应用也可能有利的是，支座结构化的步骤包括制造一个尤其用于至少一个光学元件和/或至少另一个支座的定距器的步骤。借助定距器可例如增加透镜的焦距并因而减少其图象误差。不过定距器也可以利用于其他部件和其他目的。定距器例如还可以实现离另一个微机械部件有一个规定的距离。按本专利技术，对于更复杂的应用MEMS功能块可尤其有利地这样制造，即除了制成结构化的支座的步骤外，还包括制造一个尤其用于流体和/或光学元件和/或压电元件和/或微机械元件和/或电子元件的安装座。通过制造方法的这种改进创造了可能性，平行地在MEMS构件内组合多种多样的功能。对于某些应用，MEMS元件也可以处于基片的相对侧。对于这种结构可特别有利的是，在相对侧上的结构之间建立连接。因此，此方法也可以包括嵌入另一些通道的步骤，它们在结构之间建立功能上的联系。为此特别恰当的例如是导光、导流体或导热的通道。按本专利技术方法的一种优选的实施形式，至少一个的导电通道从基片的第一侧那里嵌入，以及，支座在嵌入此至少一个的导电通道后本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造微机电构件（２７）的方法，所述构件（２７）由一个包括第一侧（２）和基本上与第一侧（２）相对的第二侧（４）的基片（６）构成，其中，至少第一侧（２）有至少一个微机电元件（５），其特征在于：在基片（６）内嵌入至少一个导电的通道（８），该通道连接第一侧（２）与第二侧（４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根莱布，弗洛里安比克，
申请(专利权)人：肖特格拉斯公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]