微器件的气密密封制造技术

一种封装微器件的方法，包括将微器件包封在衬底上的腔中，其中腔被间隔壁和包封盖限定，去除包封盖的一部分以及间隔壁的多个部分以暴露间隔壁的表面，以及在间隔壁的暴露表面上形成密封材料的层以气密密封腔中的微器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开涉及微器件的封装。
技术介绍
在制造微器件中，多个微器件共同制造在半导体晶片上。微器件 然后被封装并分开为单个的单元片。许多类型微器件必须处于气密密 封环境中以避免对微器件的伤害并且确保器件的长有用寿命。因此令 人希望的是有一种有效的工艺对半导体晶片提供多个微器件的气密密封(hermetic sealing )。
技术实现思路
在一个一般方面中，本专利技术涉及封装微器件的方法，包括将微器 件包封于衬底上的腔中，其中腔被间隔壁和包封盖限定；去除包封盖的部分和间隔壁的部分以暴露间隔壁的一个或多个表面；以及在间隔壁的暴露表面上形成密封材料层以气密密封腔中的微器件。在另外的一般方面中，本专利技术涉及封装微器件的方法，该方法包括在被间隔壁和包封盖限定的腔中的衬底上包封多个微器件；去除包 封盖的多个部分和间隔壁的多个部分以暴露间隔壁的多个表面；以及 在间隔壁的暴露的表面上形成密封材料层以便气密密封腔中的微器 件。在另外的一般方面中，本专利技术涉及在衬底上包封的微器件。微 器件在腔中的衬底上，包封盖部分地限定所述腔。 一个或多个间隔壁 位于衬底和包封盖之间，其中所述间隔壁至少之一具有相邻于微器件 的内表面和相反于内表面的外表面，并且外表面相对于衬底倾斜。密 封材料在间隔壁的外表面上，气密地密封所述腔。在此描述的系统和方法的实施可以包括一个或多个下列的特征。 间隔壁的一个或多个暴露表面可以包括相对于衬底倾斜的表面。形成 包封的器件的步骤可以包括在相对于衬底倾斜的表面上各向异性地淀 积密封材料。去除盖或壁的部分的步骤可以包括切割包封盖和间隔壁 的多个部分。间隔壁可以包括一种低的出气材料，环氧树脂或间隔微粒(spacer particles )。至少包封盖的一部分可以是对可见光，UV光，或 IR光透明的。包封盖可以包括在微器件之上具有开口的不透明的孔 径层。形成器件的方法可以包括在去除步骤之前在包封盖上形成牺牲 材料层，以及去除牺牲材料层和在牺牲材料上的密封材料。形成密封 材料层可以包括在牺牲材料和间隔壁的暴露表面上形成密封材料层以 气密密封腔中的微器件。本方法可以包括切割衬底的一部分以及在衬 底上将包封微器件的腔与包封相邻的微器件的相邻腔分开。本方法可 以包括去除间隔壁的一部分以及包封盖的一部分以暴露衬底上的电接 触，电接触配置成向微器件发送电信号或从微器件接收电信号。去除 的步骤可以包括溶解间隔壁的部分或接合间隔壁和衬底的粘合剂。在此描述的方法和器件的各种不同实现方式可以包括一个或更 多个下列的优点。公开的系统和方法可以对在衬底上气密地密封微器 件提供有效的途径。密封材料可以各向异性地被淀积在包封微器件的 腔上的倾斜表面上，以及可以气密地密封腔内的器件。公开的系统和 方法的另外潜在的优点是可以高产出地将多个微器件同时在一个或多 个腔中气密地密封。虽然本专利技术特别地被参考多个实施例显示以及描述，但是本领 域技术人员将理解在不偏离本专利技术的精神和范围下可以作各种形式和 细节的修改。附图说明下列附图被结合并作为说明书的一部分，连同说明书一起，用于 解释在此描述的原理，器件和方法。图1A-1I示出使用具有无机间隔壁的包封盖包封衬底上的微器件的步骤。图2是显示图1A-1I的步骤的流程图。图3A -31示出使用具有由有机材料制成的间隔壁的包封盖包封 衬底上的微器件的步骤。图4是显示图3A-3I的步骤的流程图。 图5A-5E示出包衬底上的微器件的步骤。 图6是显示图5A-5E的步骤的流程图。具体实施例方式参考图1A和1B,微器件103-106被形成或安装在衬底110之 上。例如，微器件103-106可以通过丝线接合或倒装芯片接合被安装 在衬底上。微器件103-106分别电连接于衬底110上的电接触 151-154。电接触151-154允许微器件103-106接收外部电信号或输出 电信号。电接触151-154可以被分布成扇出图形以便允许容易地接 入。微器件是可以响应输入信号而产生机械运动、电磁信号、声信号、 或光学信号的微结构。微器件可以包括微机电系统(MEMS)，诸如可 倾斜微反射镜、集成电路、微传感器、微致动器、发光元件的阵列和 其他诸如此类器件。不透明的孔径层130可以在包封盖120的下表面上形成。包 封盖120可以由对可见光、紫外线、或IR光透明的材料制成。于 是包封盖120允许与微器件103-106在它们被包封之后光学联通。此 外，包封盖120对流体和气体是不渗透的。孔径层130可以由能够阻 挡光的材料制成，诸如金属材料，例如铬，或光吸收材料，诸如氧化铬。孔径层130可以包括开口 135以限定在微器件103-106之上 形成的透明窗口。 间隔壁113，114a，114b，115，116a和116b被形成在 孔径层130上。间隔壁可以由无机材料制成，诸如玻璃、金属、硅、陶 瓷或其他的适当材料。在一些实施例中，不透明孔径层130可以在包 封盖120的上表面上形成使得孔径层130位于包封微器件103-106 的包封腔的外部。参考图1A-1C，聚合物粘合剂118诸如环氧树脂被施加到间隔 壁113-116 b的下表面。替换地，聚合物粘合剂118也可以置于衬 底110的上表面上。包封盖120被压向衬底110。聚合物粘合剂 118密封间隔壁113-116b的下表面和衬底110的上表面(步骤 210)。微器件103-106被分别包封在分开的包封腔125，125a，125b，和 125c中。电接触151-154被置于分开的腔144和146中。在一些 实施例中，每个包封腔125，125a，125b或125 c保持超过一个微器件。 在一些实施例中，聚合物粘合剂118对空气和湿气是可渗透的。如 上所述，聚合物粘合剂118需要被适当地密封以便气密密封腔中的微 器件。诸如光刻胶这样的牺牲材料层137，然后被形成在包封盖120 上(图1D，步骤220)。 选择牺牲材料137使得它能被去除并能剥离 在牺牲材料137上淀积的材料层(也就是，密封材料140)。因为密封 材料140通常是不透明的，去除密封材料140可以使微器件125 之上包封盖120中的窗户保持澄清，这对光学连通和检查是需要的。包封盖120的多个部分和间隔壁115a， 115b,116a和116b的多个 部分被去除以产生被空间138所间隔的包封腔125，125a，和125b (图 1E，步骤230)。空间138可以是包括空间138下面的衬底110的上表 面的一部分的倒梯形。面对空间138的表面136被倾斜，即，相对 于衬底IIO为非垂直角度形成。倾斜的表面136形成包封腔125,125a， 和125b的外表面的多个部分。包封盖120和间隔壁115可以以一个倾 斜角切向衬底110以产生倾斜的表面136 。 切割可以4吏用机械切 割工具进行，诸如钻石切刀，可以被成形为限定腔125，125a，和125b 之间的空间138。 倾斜的表面136也可以沿着相对于衬底110倾斜 的方向被窄的机械切割工具切割。激光也可被用来切割间隔壁 115,116。激光束可以剖面分布成产生所需的空间138的V形状。切断 将间隔壁115，116分开为限定不同的包封腔125，125a和125b的间隔壁 115a，11本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于封装微器件的方法，包括：将微器件包封在衬底上的腔中，其中所述腔由间隔壁和包封盖限定；去除包封盖的一部分和间隔壁的多个部分以暴露间隔壁的表面；以及在间隔壁的暴露表面上形成密封材料的层以气密密封腔中的微器件。

【技术特征摘要】
US 2006-11-10 11/558,8881.用于封装微器件的方法，包括将微器件包封在衬底上的腔中，其中所述腔由间隔壁和包封盖限定；去除包封盖的一部分和间隔壁的多个部分以暴露间隔壁的表面；以及在间隔壁的暴露表面上形成密封材料的层以气密密封腔中的微器件。2. 权利要求1的方法，其中所述间隔壁的暴露表面包括相对于 衬底倾斜的表面。3. 权利要求2的方法，其中所述形成步骤包括在相对于衬底倾 斜的表面上淀积所述密封材料。4. 权利要求1的方法，其中所述去除步骤包括切割包封盖和间 隔壁的多个部分。5. 权利要求1的方法，其中所述间隔壁包括低出气材料。6. 权利要求.5的方法，其中所述间隔壁包括环氧树脂，玻璃， 金属或硅。7. 权利要求1的方法，其中所述包封盖的至少一部分是对可见 光，紫外光，或红外光透明的。8. 权利要求1的方法,其中所述包封盖包括不透明孔径层，该 孔径层具有在微器件之上的开口 。9. 权利要求1的方法，进一步包括 在去除步骤之前形成在包封盖上的牺牲材料的层；以及 去除牺牲材料的层和在牺牲材料上的密封材料，其中形成密封材料的层包括在牺牲材料和间隔壁的暴露表面上形成密封材料的层以气 密密封腔中的微器件。10. 权利要求1的方法，进一步包括 切割衬底的一部分；以及在衬底上将包封微器件的腔与包封相邻的微器件的相邻的腔分开。11. 权利要求10的方法，进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓和，维拉德诺沃特尼，
申请(专利权)人：视频有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]