严密密封的玻璃封装件制造技术

本发明专利技术涉及一种严密密封的封装件，该封装件优选包括玻璃类的材料。封装件包括用于从严密密封的封装件消散热的散热的基础基底和盖。封装件还具有通过封装件严密密封的至少一个功能区域、尤其空腔。盖布置在基础基底上，其中，盖与基础基底一起形成封装件的至少一个部分。封装件还包括至少一个激光结合线以严密地密封封装件，其中，激光结合线具有垂直于其连接平面的高度HL。接平面的高度HL。接平面的高度HL。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】严密密封的玻璃封装件


[0001]本专利技术涉及一种严密密封的玻璃封装件以及用于提供严密密封的玻璃封装件的方法。

技术介绍

[0002]严密密封的壳体例如可用于保护敏感的电子器件、电路或传感器。医疗植入物可应用在例如心脏区域中、视网膜中或用于生物处理器。由钛制成并且使用的生物处理器是已知的。
[0003]对于特别不利的环境条件可使用根据本专利技术的封装件来保护传感器。这些领域例如也包括MEMS(微机电系统)、气压计、血气传感器、葡萄糖传感器等。
[0004]根据本专利技术的封装件的应用的另一领域可在智能手机的包套中、虚拟现实眼镜和类似设备的领域中。根据本专利技术的封装件也可用于制造流电池，例如应用在电动汽车中的流电池。然而，在航空航天中、高温应用中以及微光学领域中也可使用根据本专利技术的封装件。
[0005]当敏感的电子器件借助电连接件接连接到外部时，或者当待保护的电子器件具有较大尺寸、例如包括整个印刷电路板时，可能是有问题的。虽然能够保护例如印刷电路板的较大的区域，但是成本昂贵且费时。
[0006]上述应用目的的共同点是对电子器件的坚固性提出高要求。为了能够使用预计不能承受这些外部影响的电子器件，封装件必须防止这些不利的环境影响。另外，可能提出如下要求，即：确保与封装件的内部区域(即：由封装件形成的空腔)、即例如与尤其在可见光范围中和/或微波辐射的范围中的电磁辐射的交换，即封装件至少部分地、即至少局部地和/或至少对于一波长范围是透明的。这种透明度允许进行通信过程、数据或能量的传输、对布置在空腔中的电子器件或传感器进行测量并且使用布置在空腔中的电子器件或传感器进行测量。这可尤其进行光学的通信过程或光学的数据或能量传输。
[0007]原则上已知的是，将多个部分接合在一起并且将这些部分布置成在间隙中形成容纳区域，在容纳区域中能够容纳构件。例如EP 3 012 059 B1示出了一种用于制造透明部件的方法，该透明部件用于保护光学构件。为此使用了新型的激光工艺。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是对封装件进行改进以及尤其将封装件构造得更坚固。由此，相对于环境影响以及相对于机械负荷的坚固性可以得以改善。
[0009]换句话说，本专利技术的目的因此是提供一种经改进的用于空腔的封装件，以便承受更不利的环境条件和影响或能够在生产中更经济地制造封装件。必要时，根据本专利技术的封装件通过其产生的保护作用而允许使用更廉价的构件。
[0010]因此本专利技术的另一方面是成本特别有利地、但是也可靠地且耐久地提供对封装件的改进，因为经改进的封装件必须也能够在市场的竞争情况下维持。
[0011]本专利技术的又一方面还在于，认识到在严密密封的封装件方案的情况下，可能需要采取特殊的预防措施以便将封装件中可能产生的任何热、诸如尤其来自功率半导体的热进行消散。在此可证实已知的高导热构件在它们的连接方面是困难的，借助该连接严密地密封这些高导热构件或者包括这些高导热构件的封装件。
[0012]该目的的另一方面还在于，从严密密封的封装件的内部空间尤其通过封装件中的功率半导体产生热的情况下，能够排走或消散热，并且进而实现可能布置在封装件中的电路的恒定运行。还能降低并且尽可能避免热老化过程。
[0013]因此，根据本专利技术的严密密封的封装件包括用于消散来自严密密封的封装件的热量的散热的基础基底。该基础基底尤其构造或组装成尤其基于基础基底的材料和/或其构造或设计促使消散来自封装件的热。关于基础基底的材料，考虑可促使或能够实现根据该目的对功能区域的严密密封。任选地，可通过对基础基底涂覆来实现严密的密封。优选的是，基础基底本身构造成通过散热的基础基底的材料来获得严密的密封。
[0014]严密密封的封装件还包括优选地由玻璃类的材料制成的盖以及通过封装件严密密封的至少一个功能区域、尤其空腔。盖布置或放置在基础基底上，使得该盖位于基础基底的至少一部分之上或较大部分之上。盖与基础基底一起形成封装件的至少一部分。换句话说，基础基底或盖设计或制造成使得它们可一起形成封装件并且能够包围功能区域。
[0015]封装件还包括至少一个激光结合线以严密密封封装件。激光结合线具有垂直于其结合平面的高度HL。换句话说，激光结合线布置或构造成使得其能够跨接在封装件的严密密封部中的间隙，例如借助激光结合线将两个构件熔融在一起。在封装件仅具有基础基底和盖以完全地包围功能区域的情况下，基础基底和盖之间的接触区域、即盖和基础基底彼此邻接所在的部位或区域借助激光结合线跨接或连接。由此形成封装件，就如该封装件是一体成型的，其中构件之间的分离部位也借助激光结合线严密地密封。
[0016]盖优选地包括玻璃类的材料。由此，盖优选对于至少一波长范围是透明的或可穿透的，例如是光学透明的。根据应用情况，也可有利的是，盖构造成不透明的，即光学上不透明的。降低的透明性或部分穿透性对于该功能也可以是足够的。例如，盖可以包括玻璃、玻璃陶瓷、硅、蓝宝石或前述材料的组合。在优选的实施例中，盖是玻璃盖，例如由申请人产品组合中的硬化的玻璃、特殊玻璃、耐高温的玻璃制成。
[0017]基础基底尤其包括具有高导热性的材料或由高导热性的材料构造。散热的基础基底的导热性在此优选为100W/(m*K)以上、优选150W/(m*K)以上、更优选170W/(m*K)以上的范围中。特别适用于构造散热的基础基底的材料是金属氮化物，例如氮化铝陶瓷或氮化硅陶瓷。
[0018]优选地，至少一个激光结合线以间距DF周向包围功能区域。在一个示例中，间距DF围绕功能区域为恒定的，使得激光结合线在所有侧都以大约相等的间距围绕功能区域。然而，根据应用情况，间距DF也可波动。例如当多个封装件同时在同一个工作步骤中接合并且沿着各个封装件的相应接触面引导直的接合线或激光结合线时，这在生产技术上可能更有利。这也可以是如下情况：功能区域或封装件例如是圆的或具有任意的形状且严密地密封功能区域的激光结合线以直线的形式伸展。在具体的示例中，功能区域可以设计成空腔并且空腔继而具有光学特性，例如其呈透镜、诸如会聚棱镜的形式，并且激光结合线以与其不同的图案围绕空腔伸展。
[0019]优选地，盖借助激光结合线接合到基础基底。换句话说，盖在没有中间层的情况下放置到基础基底上或基础基底中，并且借助一个或多个共同的激光结合线立即并且直接地接合到基础基底。在这种情况下，盖与基础基底一起共同地形成完整的封装件。换句话说，无需附加的或其他的部分来形成或闭合封装件，而是基础基底、至少一个激光结合线和盖一起完全地且严密地密封功能区域或空腔。
[0020]功能区域优选用于容纳至少一个容纳物体，例如电子电路、传感器或MEMS。例如，容纳物体在空腔的下侧的区域中布置在基础基底上并且盖布置在容纳物体之上且放置到空腔的下侧上。在这种情况下，在基础基底上以及在封装件内布置至少一个容纳物体。
[0021]至少一个容纳物体包括例如功率半导体芯片，例如GaN LED、SiC功率晶体管、GaAs功率晶体管或GaN功率晶体管。这些功率半导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种严密密封的封装件(1)，包括：散热的基础基底(3)，该基础基底(3)用于消散来自严密密封的所述封装件(1)的热量；盖(5)，该盖(5)优选包括玻璃类的材料；通过所述封装件(1)严密密封的至少一个功能区域(12、13、13a)、尤其空腔，其中，所述盖(5)布置在所述基础基底(3)上，其中，所述盖(5)与所述基础基底(3)一起形成所述封装件(1)的至少一部分，所述封装件还包括：用于严密地密封所述封装件(1)的至少一个激光结合线(8)，所述激光结合线具有垂直于其结合平面的高度(HL)。2.根据前述权利要求所述的严密密封的封装件(1)，其中，散热的所述基础基底(3)由具有高导热性的材料制成，和/或其中，散热的所述基础基底(3)的导热性为100W/(m*K)以上、优选150W/(m*K)以上、更为优选170W/(m*K)以上。3.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述盖(5)包括玻璃类的材料，例如玻璃、玻璃陶瓷、硅、蓝宝石或前述材料的组合，和/或其中，所述基础基底(3)尤其包括金属氮化物，例如氮化铝陶瓷。4.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述至少一个激光结合线(8)以间距(DF)周向地包围所述功能区域(12、13、13a)。5.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述盖(5)借助所述激光结合线(8)接合到所述基础基底(3)，和/或其中，所述盖(5)与所述基础基底(3)一起形成完整的封装件(1)。6.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述功能区域(12、13、13a)被设计成容纳至少一个容纳物体(2)，所述容纳物体例如为电子电路、传感器或MEMS，和/或其中，在所述基础基底(3)上以及在所述封装件(1)内布置至少一个容纳物体(2)。7.根据前一项权利要求所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述至少一个容纳物体(2)包括功率半导体芯片，例如GaN LED、SiC功率晶体管、GaAs功率晶体管或GaN功率晶体管，其中，尤其上述设备中的一个布置在所述空腔中。8.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述盖(5)在室温下接合到所述基础基底(3)，并且其中，仅可忽略的热量通过接合过程进入所述功能区域(12、13、13a)，和/或其中，通过散热的所述基础基底(3)使通过接合过程产生的热量远离所述功能区域(12、13、13a)。9.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述激光结合线(8)以高度(HL)延伸到所述盖(5)的材料中并且在相反侧延伸到所述基础基底(3)的材料中；并且其中，散热的所述基础基底(3)与所述盖(5)以熔融的方式彼此接合。10.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，在散热的所述基础基底(3)和所述盖(5)之间布置中间基底(4)，其中，所述基础基底(3)在第一连接平面中接合到所述中间基底，并且其中，所述盖(5)在第二连接平面中接合到所述中间基底。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，在所述基底(3、4、5)的至少一个中引入标记。12.根据前述权利要求中至少一项所述的严密密封的封装件(1)，其中，所述盖(5)形成所述功能区域(12、13、13a)的上侧(23)和侧面周缘边缘(21)，并且散热的所述基础基底(3)形成所述功能区域的下侧(22)，所述盖和散热的所述基础基底(3)一起完全包围容纳空腔，和/或其中，所述盖(5)形成所述功能区域(12、13、13a)的上侧(23)并且散热的所述基础基底(3)形成所述功能区域的侧面周缘边缘(21)和下侧(22)，所述盖和散热的所述基础基底(3)一起完全包围容纳空腔，和/或其中，所述盖(5)形成所述功能区域(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：