生产盖基板的方法以及封装的辐射发射器件技术

本发明专利技术涉及一种生产盖基板(1)的方法、一种在晶片级生产封装的辐射发射器件的方法以及一种辐射发射器件。通过生产盖基板(1)，提供包括大量辐射发射器件(17)的晶片形式的器件基板(16)，将基板彼此叠加地布置，使得基板沿中间接合框(15)接合，并且切割封装的辐射发射器件，提供有利地布置在摆脱有机物的腔体内的改进的封装的辐射发射器件，并能够仍然在晶片级，在切割之前，以简化方式检验改进的封装的辐射发射器件的功能方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产盖基板的方法以及封装的辐射发射器件
本专利技术涉及生产盖基板的方法、在晶片级生产封装的辐射发射器件的方法以及一种通过这种方法所生产的封装的辐射发射器件。例如，将提供一种用于激光二极管的封盖概念以及一种利用集成垂直光学窗口的晶片级生产方法。
技术介绍
蓝色激光二极管和绿色激光二极管被用于日益广泛的应用领域。已经成立并且现在普遍的是，在读取高密度光学存储介质(蓝光)时将蓝色激光二极管用作决定性组件。例如，现在已经建立了诸如移动图像和视频投影中的RGB源的高性能蓝色激光二极管和绿色激光二极管的各种各样的进一步应用。绿色激光二极管和蓝色激光二极管二者应当总是以密封方式打包在封装内。可以通过使用包括集成光学窗口和铜热沉的特定TO头(TO38)的封盖技术来封盖这些激光二极管。除了提到的消费应用之外，在工厂照明系统领域以及具体地UV固化灯领域中，也需要具有特别高的散热水平并具有有机自由封装的密封的UV发光二极管(没有激光二极管)，以保证所需的长使用寿命。因此，本专利技术的目的在于提供一种生产用于封盖辐射发射器件的盖基板的改进方法，并相应地提供表现出改进特性的封装的辐射发射器件。以这种方式，目标在于实现，封装的辐射发射器件表现出长的使用寿命，同时保持一贯良好的辐射和性能质量。具体地，将减少或防止在非常强烈的高能量激光辐射的作用下暴露于水蒸气和挥发性有机成分时对激光刻面的毁坏。另外，将降低生产成本，并改善封装的散热。
技术实现思路
通过独立权利要求的主题来实现该目的。本申请的有利实现形成了从属权利要求的主题。本专利技术基于以下发现：生产改进的封装辐射发射器件的特别有利的方式是在晶片级。如果使用用于通过玻璃流动工艺将盖基板成形的模具基板，则窗口组件可以集成到盖基板中，通过盖基板测量可以随后以密封方式封盖敏感的辐射源。可以通过在生产盖基板的方法中从模具基板形成第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域来实现相应地改进的制造工艺，其中，在第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域之间设置凹部，并且将窗口组件布置在分别位于第一岛状区域和关联的相邻第二岛状区域之间的凹部中。由此，提供一种包括以下步骤的生产盖基板的第一方法：提供包括结构化表面区域的模具基板，将盖体基板布置在模具基板的结构化表面区域上，盖体基板包括玻璃材料，并将盖体基板连接到模具基板，以至少部分重叠的这种方式使模具基板的结构化表面与盖体基板的表面接触，从模具基板形成第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域，其中，在第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域之间设置凹部，在每种情况下，将窗口组件布置在位于第一岛状区域和关联的相邻第二岛状区域之间的凹部内，将载体基板布置在从模具基板形成的第一岛状区域和第二岛状区域上，使得第一岛状区域和第二岛状区域位于载体基板与盖体基板之间，将接合的基板回火，使得盖体基板的玻璃材料流入位于岛状区域之间的其余凹部中，以及从模具基板和载体基板去除盖体基板，以获得结构化的盖基板。一种生产盖基板的替代方法包括以下步骤：提供包括结构化表面区域的模具基板；将载体基板布置在模具基板的结构化表面区域上，并将载体基板连接到模具基板，以至少部分重叠的这种方式使模具基板的结构化表面与载体基板的表面接触；从模具基板形成第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域，其中，在第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域之间设置凹部，将窗口组件布置在位于第一岛状区域和关联的相邻第二岛状区域之间的凹部内；将盖体基板布置在从模具基板形成的第一岛状区域和第二岛状区域上，使得第一岛状区域和第二岛状区域位于载体基板与盖体基板之间，盖体基板包括玻璃材料；将接合的基板回火，使得盖体基板的玻璃材料流入位于岛状区域之间的其余凹部中；以及从模具基板和载体基板去除盖体基板，以获得结构化的盖基板。如本专利技术限定的，去除应被理解为表示从模具基板(机械地)分离或蚀刻掉例如硅的半导体材料。另外，提供包括以下步骤的生产盖基板的第二方法：提供可重复使用的工具作为模具基板，在所述可重复使用的工具的表面上形成第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域，表面作为盖结构的负结构是有效的，在可重复使用的晶片中在第一岛状区域与分别关联的相邻第二岛状区域之间设置凹部，将窗口组件在分别位于第一岛状区域和关联的相邻第二岛状区域之间的凹部中布置在所述可重复使用的工具上，将盖体基板布置在所述可重复使用的工具的岛状区域上，盖体基板包括玻璃材料，其中，以至少部分重叠的这种方式使所述可重复使用的工具的表面与盖体基板的表面接触，将接合的基板回火，使得盖体基板的玻璃材料流入位于岛状区域之间的凹部中，以及从模具基板分离盖体基板，以获得结构化的盖基板。此外，提供包括以下步骤的生产盖基板的第三方法：提供包括结构化表面区域的模具基板，将盖体基板布置在模具基板的结构化表面区域上，盖体基板包括玻璃材料，并且将盖体基板连接到模具基板，以至少部分重叠的这种方式使模具基板的结构化表面与盖体基板的至少一个表面接触，从模具基板形成第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域，其中，在第一岛状区域和分别关联的相邻第二岛状区域之间设置凹部，将半导体条带布置在分别位于第一岛状区域和关联的相邻第二岛状区域之间的凹部中，使得半导体条带在其表面之一与垂直于盖体基板的岛状区域的各个横向表面至少部分地重叠，并使得半导体条带相对于凹部彼此相对地布置，并且使得在半导体条带之间形成与其余凹部相对应的距离，将载体基板布置在从模具基板形成的第一岛状区域和第二岛状区域上，使得第一岛状区域和第二岛状区域位于载体基板与盖体基板之间，将接合的基板回火，使得盖体基板的玻璃材料流入位于岛状区域之间的其余凹部中，以及从模具基板和载体基板去除盖体基板，以获得结构化的盖基板。相应地，可以通过经由以下步骤在晶片级生产封装的辐射发射器件的方法来提供封装的辐射发射器件：生产盖基板，以包括大量辐射发射器件的晶片的形式提供器件基板，将基板彼此叠加地布置，使得基板沿中间接合框接合，并且切割封装的辐射发射器件。如本专利技术限定的，提供具有形貌结构化表面区域的模具基板。这意味着模具基板的表面区域包括一个或多个凸起，使得当跨过其整个延伸查看时，表面区域是不均匀的，即，包括形貌。因此，模具基板可以用作盖基板的负3D掩膜。如本专利技术限定的，岛状区域是表面区域上的隆凸，即，凸起。第一岛状区域被配置为在盖基板内形成用于辐射发射器件的腔体的凸起，而相邻第二岛状区域被配置为形成用于切割路径的腔体，或者用于能够在之后的时间点暴露封装内的电连接垫。如本专利技术限定的，凹部是第一岛状区域与相邻关联的第二岛状区域之间的中间区域。如本专利技术限定的，回火应被理解为表示温度处理，例如，加热。如本专利技术限定的，玻璃材料是无定形无机材料，其中，粘度随着温度增加而持续减小。如本专利技术限定的，在相同温度，低熔点玻璃材料由此具有比高熔点玻璃的粘度低的粘度。因此，本专利技术描述了一种用于对辐射发射器件(即，激光二极管或LED)进行密封封装的结构设计(组装)和连接技术的方法，例如，可以称为WLP-IVA(晶片级封装-具有集成垂直光学孔径)。具体地，在这方面有利的是，光学窗口形成盖体的组成部分并允许侧束提取。激光二极管可以例如安装在半导体晶片上，例如硅晶片上，并且通过接合其他玻璃或包括玻璃元件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产盖基板(1)的方法，包括：‑提供包括结构化表面区域(3)的模具基板(2)；‑将盖体基板(4)布置在模具基板(2)的结构化表面区域(3)上，盖体基板(4)包括玻璃材料，并将盖体基板(4)连接到模具基板(2)，以至少部分重叠的方式使模具基板(2)的结构化表面(3)与盖体基板(4)的表面接触；‑从模具基板(2)形成第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)，其中，在第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)之间设置有凹部(7)；‑将窗口组件(8、8’)布置在位于第一岛状区域(5)和关联的相邻第二岛状区域(6)之间的凹部(7)内；‑将载体基板(9)布置在从模具基板(2)形成的第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)上，使得第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)位于载体基板(9)与盖体基板(4)之间；‑将接合的基板回火，使得盖体基板(4)的玻璃材料流入位于岛状区域之间的其余凹部(7)中；以及‑从模具基板(2)和载体基板(9)去除盖体基板(4)，以获得结构化的盖基板(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.03 DE 102013113364.9;2014.02.06 DE 10201421.一种生产盖基板(1)的方法，包括：-提供包括结构化表面区域(3)的模具基板(2)；-将盖体基板(4)布置在模具基板(2)的结构化表面区域(3)上，盖体基板(4)包括玻璃材料，并将盖体基板(4)连接到模具基板(2)，以至少部分重叠的方式使模具基板(2)的结构化表面(3)与盖体基板(4)的表面接触；-从模具基板(2)形成第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)，其中，在第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)之间设置有凹部(7)；-将窗口组件(8、8’)布置在位于第一岛状区域(5)和关联的相邻第二岛状区域(6)之间的凹部(7)内；-将载体基板(9)布置在从模具基板(2)形成的第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)上，使得第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)位于载体基板(9)与盖体基板(4)之间；-将接合的基板回火，使得盖体基板(4)的玻璃材料流入位于岛状区域之间的其余凹部(7)中；以及-从模具基板(2)和载体基板(9)去除盖体基板(4)，以获得结构化的盖基板(1)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供模具基板(2)还包括：-提供在表面(3)上包括钝化层(10)的半导体晶片(2)；-对钝化层(10)进行光刻，使得钝化层(10)保持在提供第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)的表面(3)上；-针对光刻区域，蚀刻半导体晶片(2)的表面(3)，使得半导体晶片(2)的厚度垂直于该表面的光刻区域而减小，以将表面区域(3)结构化并且因此规定第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)的位置；以及-完全地去除钝化层(10)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，盖体基板(4)的所述布置和连接包括以下步骤：-逐个区域地将模具基板(2)的结构化表面区域(3)与盖体基板(4)的表面区域进行阳极接合。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述从模具基板(2)形成岛状区域(5、6)包括以下步骤：-在所述逐个区域地进行阳极接合之后，在模具基板(2)中锯切到第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)中；以及-在锯切之后去除模具基板(2)的与接合的区域(5、6)分离的那些部分。5.一种生产盖基板(1)的方法，包括以下步骤：-提供包括结构化表面区域(3)的模具基板(2)；-将载体基板(9)布置在模具基板(2)的结构化表面区域(3)上，并将载体基板(9)连接到模具基板(2)，以至少部分重叠的这种方式使模具基板(2)的结构化表面(3)与载体基板(9)的表面接触；-从模具基板(2)形成第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)，其中，在第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)之间设置有凹部(7)；-将窗口组件(8、8’)布置在位于第一岛状区域(5)和关联的相邻第二岛状区域(6)之间的凹部(7)内；-将盖体基板(4)布置在从模具基板(2)形成的第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)上，使得第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)位于载体基板(9)与盖体基板(4)之间，盖体基板(4)包括玻璃材料；-将接合的基板回火，使得盖体基板(4)的玻璃材料流入位于岛状区域之间的其余凹部(7)中；以及-从模具基板(2)和载体基板(9)去除盖体基板(4)，以获得结构化的盖基板(1)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述提供模具基板(2)包括以下步骤：-提供在表面(3)上包括钝化层(10)的半导体晶片(2)；-对钝化层(10)进行光刻，使得钝化层(10)保持在提供第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)的表面(3)上；-针对光刻区域，蚀刻半导体晶片(2)的表面(3)，使得半导体晶片(2)的厚度垂直于该表面的光刻区域而减小，以将表面区域(3)结构化并且因此规定第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)的位置；以及-完全地去除钝化层(10)。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，盖体基板(4)的所述布置和连接包括以下步骤：-逐个区域地将模具基板(2)的结构化表面区域(3)连接到载体基板(9)的表面区域，模具基板(2)和载体基板(9)包括半导体材料。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述从模具基板(2)形成岛状区域(5、6)包括以下步骤：-在所述逐个区域地进行阳极接合之后，在模具基板(2)中锯切到第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)中；以及-在锯切之后去除模具基板(2)的与接合的区域(5、6)分开的那些部分。9.一种生产盖基板(1)的方法，包括以下步骤：-提供可重复使用的工具作为模具基板(2)，在所述可重复使用的工具的表面(3)上形成第一岛状区域(5)和分别关联的相邻第二岛状区域(6)，表面(3)作为盖结构的负结构是有效的，在可重复使用的晶片中在第一岛状区域(5)与分别关联的相邻第二岛状区域(6)之间设置凹部；-将窗口组件(8)布置在所述可重复使用的工具上分别位于第一岛状区域(5)和关联的相邻第二岛状区域(6)之间的凹部(7)中；-将盖体基板(4)布置在所述可重复使用的工具的岛状区域(5、6)上，盖体基板(4)包括玻璃材料；其中，以至少部分重叠的这种方式使所述可重复使用的工具的表面(3)与盖体基板的表面接触；-将接合的基板回火，使得盖体基板(4)的玻璃材料流入位于岛状区域(5、6)之间的凹部(7)中；以及-从模具基板(2)分离盖体基板(4)，以获得结构化的盖基板(1)。10.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，在每种情况下窗口组件(8)的所述布置包括以下步骤：-提供若干条状的窗口组件(8)；以及-将条状的窗口组件(8)插入位于第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)之间的凹部(7)中，使得被提供作为光学输出窗口的表面的窗口组件(8)的表面与从模具基板(2)形成的岛状区域(5、6)的表面相对布置。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述提供条状的窗口组件(8)包括以下步骤：-提供窗口组件晶片；以及-从窗口组件晶片对条状的窗口组件(8)进行定尺剪切。12.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，各个窗口组件(8)的所述布置包括以下步骤：-在将条状的窗口组件(8)插入凹部之前，将半导体条带(11)插入凹部(7)中，使得半导体条带(11)布置在被提供作为光学输出窗口的表面的窗口组件(8)的表面与从模具基板(2)形成的岛状区域(5、6)的表面之间。13.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，各个窗口组件(8)的所述布置包括以下步骤：-提供涂覆有半导体材料(11)的一个或多个条状的窗口元件。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述提供涂覆有半导体材料的窗口元件包括以下步骤：-通过将半导体条带(11)接合到窗口组件(8)的表面上来涂覆窗口组件(8)的表面。15.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，窗口组件(8)的所述布置包括以下步骤：-在每种情况下，从透镜阵列对条状的窗口组件(8)进行定尺剪切。16.根据权利要求9至15中任何一项所述的方法，其中，所述回火包括以下步骤：-将负压施加到接合的基板，以将玻璃材料吸入位于岛状区域之间的其余凹部(7)中。17.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，第一岛状区域(5)和第二岛状区域(6)包括与载体基板(9)相邻的区域中的边缘倒角(50)，回火的步骤包括：使窗口组件(8、8’)的玻璃材...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·雷内特，汉斯·约阿希姆·昆泽，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国,DE