具有整体式加热器的微机电器件封装件制造技术

本发明专利技术公开了一种具有整体式加热器的微机电器件封装件以及一种封装微机电器件的方法。所述微机电器件封装件包括第一封装衬底和第二封装衬底，两者之间放置有微机电器件，例如微反射镜阵列器件。为了将所述第一和第二封装衬底结合在一起以封装其内的微机电器件，要沉积一个密封介质层，并通过加热器对其加热，从而将所述第一和第二封装衬底结合在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及微机电器件封装件的技术。
技术介绍
微反射镜(Micromirror)是基于微机电系统(MEMS)的空间光调制器(SLM)的关键组件。典型的基于MEMS的SLM通常由微型的微反射镜阵列组成。这些微反射镜可以选择性地偏转(例如响应静电力)，从而选择性地反射入射光以产生数字图像。然而，这类微反射镜对污染(例如湿气和灰尘)极度敏感。这种污染在微反射镜上具有不同的效应，从毛细凝缩(capillary-condensation)和释放后静摩擦(post-release stiction)到微反射镜表面的劣化。这些效应会引起微反射镜在操作中的机械失效。因为这种原因和其它原因，微反射镜阵列器件在释放后经常被封装起来。无论现今开发的微反射镜阵列器件的封装方法存在何种差异，但通常都使用两个衬底，以及用于粘结这两个衬底的密封介质，其中所述两个衬底中一个用于支撑器件，另一个用于覆盖器件。大多数密封介质需要在结合或粘合(bond)过程中加热。然而，如果加热不当就可能使微反射镜阵列器件退化(degrade)。例如，如果加热不当就会改变微反射镜所需的机械性质。也可能使微粒(例如组成微反射镜的杂质和微粒)被热激活，促使这些激活微粒在微反射镜内扩散，因而加剧了微反射镜的退化。或者热量可使该封装件内的抗静摩擦物质减少。因此，需要一种方法和装置来封装微反射镜阵列器件。
技术实现思路
这个目的是通过所附独立权利要求的特征来实现的。本专利技术优选实施例的特征在从属权利要求中定义。如上所述，本专利技术提供了一种用于封装微反射镜阵列器件的装置，和一种利用该装置封装微反射镜器件的方法。为了封装微反射镜器件，提供第一和第二衬底。所述微反射镜阵列器件被容纳在由所述第一和第二衬底形成的空穴内。在封装期间，施加在所述第一和第二衬底之间的一种或多种密封介质由至少一个加热器来进行焊接或结合(solder)，该加热器是沿着所述第一或第二衬底的表面的周缘(periphery)形成的，并嵌入在所述衬底的所述表面下。所述第一和第二衬底通过所述焊接密封介质而被结合在一起。根据本专利技术的一个实施例，其中提供了一种用于封装微反射镜阵列器件的封装衬底。该衬底包括一个层压件，该层压件包括多个结合在一起的衬底层；和一个加热器，该加热器沿着所述多个衬底层中一个衬底层的周缘设置，并被置于所述衬底层和所述多个衬底层中另一个衬底层之间。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种封装件。该封装件包括一个第一衬底，该第一衬底具有加热器，该加热器沿着所述第一衬底的一个表面的周缘设置在所述表面之下；一个位于所述第一衬底上的第二衬底；一个位于所述第一和第二衬底之间的半导体器件或微机电系统器件；和一个处于所述第一衬底和所述第二衬底之间的第一密封介质层。根据本专利技术的一个进一步的实施例，公开了一种封装微反射镜阵列器件的方法。该方法包括提供第一封装衬底，该衬底包括加热器，该加热器沿着所述衬底的一个表面的周缘设置并与其整合在一起；将半导体器件或微机电器件附着到所述第一衬底；在所述第一衬底的所述表面上沉积第一密封介质；在所述第一密封介质层上放置第二衬底；驱动通过所述加热器的电流以产生热量从而熔化所述第一密封介质；和通过熔化的密封介质层来结合所述第一和第二衬底。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种系统。该系统包括用于提供入射光的光源；空间光调制器，用于选择性地调制所述入射光从而在显示靶上形成图像，其中所述空间光调制器进一步包括第一封装衬底，该衬底具有加热器，该加热器沿着所述第一封装衬底一个表面的周缘设置并嵌入在所述表面下以产生热量；固定在所述第一封装衬底上的微反射镜阵列器件；在所述第一封装衬底上的第二封装衬底；沉积在所述第一和第二封装衬底间的第一密封介质层；和其中所述第一和第二封装衬底通过所述第一密封介质层被结合在一起；聚光元件，用于将所述入射光引导到所述空间光调制器；显示靶；和投影光学元件，用于将所述调制过的光线引导到所述显示靶上。附图说明虽然所附的权利要求给出了本专利技术各个特征的细节，但是根据下列结合附图的详细描述可以最好地理解本专利技术及其目的和优点，其中图1a示意性示出了一种用于封装微反射镜阵列器件的封装衬底，根据本专利技术的一个实施例，该衬底具有加热器，而且该加热器是沿着衬底一个表面的周缘形成的，并被嵌入在该衬底表面下；图1b是图1a中封装衬底的横截面图；图2a示意性示出了一种用于封装微反射镜阵列器件的封装衬底，根据本专利技术的另一个实施例，该衬底具有加热器，该加热器沿着衬底一个表面的周缘形成，并具有Z字型边缘；图2b是图2a中封装衬底的横截面图；图3示意性示出了一种封装衬底，根据本专利技术的另一个实施例，该衬底的加热器被层压在封装衬底的两个层之间；图4a示意性示出了一种微反射镜阵列器件，根据本专利技术的另一个实施例，该阵列器件是通过使用图1中的封装衬底而被封装的；图4b是图4a中封装的横截面图；图5a示意性示出了一种微反射镜阵列器件，根据本专利技术的另一个实施例，该阵列器件是通过使用图1中的封装衬底而被封装的；图5b是图5a中微反射镜阵列封装件的横截面图；图6a示意性示出了一种微反射镜阵列器件，根据本专利技术的另一个实施例，该阵列器件是通过使用图3中的封装衬底而被封装的；图6b是图6a中微反射镜阵列器件的横截面图；图7示意性示出了一种已封装的微反射镜阵列器件；图8a是一种采用了图7中已封装微反射镜阵列器件的简化的显示系统； 图8b是描述显示系统示例性操作的方框图，该系统采用了图7中的三个已封装微反射镜阵列器件；图8c示意性示出了一种显示系统，该系统利用图7中的三个已封装微反射镜阵列器件；图9a示意性示出了微反射镜阵列的一种示例性微反射镜；图9b示意性示出了一种示例性微反射镜阵列，该微反射镜阵列由图9a中的微反射镜组成；图10a示意性示出了微反射镜阵列的另一种示例性微反射镜；图10b示意性地示出了一种示例性微反射镜阵列，该微反射镜阵列由图10a中的微反射镜组成。具体实施例方式参考附图，本专利技术被实施成一种用于微反射镜阵列器件的合适的封装工艺。下列描述是基于所选择的本专利技术的实施例，不应该被理解为对本文没有明确描述的本专利技术的替换实施例的限制。参考图1，其中示出了具有整体式加热器的封装衬底，用于封装微反射镜阵列器件。如图所示，封装衬底200包括衬底层210和衬底层215。衬底层210具有凹面，从而可以形成可以放置微反射镜陈列器件的空穴。在衬底层210上，加热器220沿着衬底层210凹面的周缘形成。通过两个导线222将来自外部电源的电流引入加热器220从而产生热量。加热器220被层压在衬底层210和215之间。图1b示出了封装衬底200的横截面图。在本专利技术的一个优选实施例中，加热器220具有如图1a所述的Z字型边缘。或者，加热器可以具有任何其它合适的形式，例如一组连续相连的直线(或每条在每端都具有引线的分离线(disconnectedlines))、线圈、或者直线和线圈的组合或Z字型线。衬底210层包括用于容纳微反射镜阵列器件的空穴，然而除了在衬底层210上形成加热器外，还可以在衬底215上形成加热器。特别地，加热器可以形成在衬底215上，形成在面对衬底210的表面上。如将在图2a中看到的那样，衬底215并不是必须的，如果没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于封装微反射镜阵列器件的封装件的衬底，该衬底包括：一个层压件，该层压件包括多个结合在一起的衬底层；和一个加热器，该加热器沿着所述多个衬底层中一个衬底层的周缘设置，并被置于所述衬底层和所述多个衬底层中另一个衬底层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-22 10/433,3181.一种用于封装微反射镜阵列器件的封装件的衬底，该衬底包括一个层压件，该层压件包括多个结合在一起的衬底层；和一个加热器，该加热器沿着所述多个衬底层中一个衬底层的周缘设置，并被置于所述衬底层和所述多个衬底层中另一个衬底层之间2.根据权利要求1所述的衬底，其中所述加热器具有Z字型形状。3.根据权利要求1所述的衬底，其中所述衬底层是陶瓷。4.根据权利要求1所述的衬底，其中所述衬底层是玻璃。5.根据权利要求1所述的衬底，其中所述加热器包括钨。6.根据权利要求1所述的衬底，其中所述多个衬底层形成一个空穴，且所述微反射镜阵列器件被置于该空穴内。7.根据权利要求6所述的衬底，其中所述多个衬底层中的一个衬底层上沉积有一个用于至少对所述衬底层进行金属化的金属化层、或者玻璃粉。8.根据权利要求1所述的衬底，其中所述层压件是平板。9.一种封装件，其包括一个第一衬底，该第一衬底具有加热器，该加热器沿着所述第一衬底的顶表面的周缘设置，并处于所述顶表面之下；一个位于所述第一衬底上的第二衬底；一个位于所述第一和第二衬底之间的半导体器件或微机电系统器件；和一个将所述第一衬底和所述第二衬底结合在一起的第一密封介质层。10.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一密封介质层进一步包括玻璃粉或可焊接的金属材料，其将所述第一和第二衬底结合在一起。11.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一衬底是一种包括多个衬底层的多层结构。12.根据权利要求9所述的封装件，其中所述加热器具有Z字型形状。13.根据权利要求9所述的封装件，其中所述加热器包括金属材料。14.根据权利要求9所述的封装件，其中所述微机电器件是微反射镜阵列器件，其包括用于选择性地反射光线的微反射镜阵列。15.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一衬底是陶瓷。16.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第二衬底是对可见光透明的玻璃。17.根据权利要求16所述的封装件，其中所述第二玻璃衬底的至少一个表面上沉积有一个抗反射层，用于增强可见光穿过所述玻璃衬底的透射性。18.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第二衬底进一步包括另一个加热器，其沿着所述第二衬底的一个表面的周缘设置，并处于所述第二衬底的所述表面之下。19.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一密封介质层是一种多层结构，其进一步包括多个可焊接的金属化层，用于金属化所述第一衬底的所述表面。20.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一密封介质层是一个可焊接的金属化层，用于金属化所述第一衬底的所述表面。21.根据权利要求20所述的封装件，进一步包括所述第一密封介质层上的一个金属焊接层；和一个第二密封介质层，其是所述金属焊接层和所述第二衬底之间的可焊接金属化层，用于金属化所述第二衬底的表面，所述表面面对所述第一衬底的空穴内的所述微反射镜阵列器件。22.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一衬底具有一个凹面，其形成一个空穴，且所述半导体或所述微机电器件被置于该空穴内。23.根据权利要求9所述的封装件，其中所述第一衬底是一个平板，所述半导体或所述微机电器件被置于其上。24.根据权利要求23所述的封装件，其中所述封装件进一步包括一个位于所述第一和第二衬底之间的隔板；且其中所述第一密封介质层处于所述隔板和所述第一衬底之间，用于将所述第一衬底和所述隔板结合起来。25.根据权利要求24所述的封装件，其中所述第一密封介质是玻璃粉或可焊接的金属层。26.根据权利要求25所述的封装件，其中所述可焊接的金属层进一步包括用于金属化所述第一衬底所述表面的第一金属化层、用于将所述第一衬底和所述隔板结合在一起的密封介质层和用于金属化所述隔板所述表面的第二金属化层。27.根据权利要求24所述的封装件，其中所述封装件进一步包括处于所述隔板和所述第二衬底之间的第二密封介质层。28.根据权利要求27所述的封装件，其中所述第二密封介质是玻璃粉或可焊接的金属化层。29.根据权利要求28所述的封装件，其中所述可焊接的金属层进一步包括用于金属化所述第一衬底第一表面的第一金属化层、用于将所述第一衬底和所述隔板结合在一起的密封介质层和用于金属化所述隔板所述表面的第二金属化层。30.根据权利要求23所述的封装件，其中所述微反射镜阵列和所述电极和电路阵列形成在一个器件衬底上。31.根据权利要求23所述的封装件，其中所述微反射镜阵列形成在一个对可见光透明的玻璃衬底上；且其中所述电极和电路阵列形成在一个晶片上。32.一种方法，其包括提供一个包括加热器的第一封装衬底，所述加热器沿着所述衬底的一个表面的周缘设置并与其整合在一起；将一个半导体器件或一个微机电器件附着到所述第一衬底；在所述第一衬底上放置一个第二衬底，且在两者之间设置一个第一密封介质层；驱动一个电流通过所述加热器，从而产生热量以熔化所述第一密封介质；和通过所熔化的密封介质来结合所述第一和第二衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：T达恩，
申请(专利权)人：反射公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]