[發明專利]元件封裝方法及其結構

有效

• 申請號: 201410177250.2
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN104882384A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 姜崇義;邱云貴
• 申請（專利權）人: 佳霖科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L23/31
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;王瑩

技術領域

本發明涉及元件封裝方法及其結構，特別是涉及一種利用鐳射進行感測元件真空封裝而在封裝過程中減少脫氣(outgassing)現象的方法。

背景技術

目前，紅外線(IR)視頻攝影機已經被應用于記錄及貯存連續的熱影像，在紅外線(IR)視頻攝影機中包括溫測晶片，其包括溫度感測元件陣列(array)，每一個溫度感測元件可根據其接收到的紅外線輻射能量而對應地改變其電阻值，因此每一個溫度感測元件的電阻值改變可對應熱能量的強弱，溫度感測元件陣列便可產生熱影像。

溫測晶片設置在基座上，然后用蓋體與基座封裝，而且為了避免封裝空間中產生熱對流而影響溫度感測元件陣列所感測的熱能量，封裝空間需要維持在真空狀態，而溫度感測元件陣列的靈敏度與封裝空間的真空程度有關。

請參考圖1，其給出了現有技術的封裝方法的示意圖。圖中，感測元件30設置在槽型基座10的底部，而槽型基座10的邊緣部與蓋體20之間設置有密封體90。在現有技術中，進行封裝時，從槽型基座10的底部加熱，經過熱傳導到槽型基座10的邊緣部以加熱密封體90使其熔融，以此讓槽型基座10與蓋體20結合而完成封裝。

但是現有技術具有如下缺點。第一，感測元件30容易在槽型基座10的底部加熱期間受到損害，造成合格率下降。第二，槽型基座10的底部加熱時會產生氣體，為了維持封裝空間在真空狀態，必須延長抽引氣體的時間，造成封裝時間延長。第三，整體加熱的槽型基座10會有大量的脫氣現象(out-gassing)，導致抽真空時間延長，加熱時間越久則感測元件30越容易受到損壞。

另外，如果封裝過程中需要焊接多處位置或多個元件，因為現有技術的封裝方法采用整體加熱，所以通常使用不同熔點的密封體或焊料，而且必須先使用高熔點的焊料，后使用低熔點的焊料。但是這種方案會限制密封體或焊料的選擇，導致封裝成本增加。

進一步的，有些感測元件在封裝后的感測靈敏度與封裝真空度成正比，例如紅外線熱影像器。請參考圖11，其是紅外線熱影像器的噪聲等效溫差(NETD)與封裝真空度的關系圖。圖中，封裝真空度越差(真空度氣壓數值越高)，則紅外線熱影像器的噪聲等效溫差值越高，代表紅外線熱影像器的感測靈敏度越差。但是，在現有技術中，如果要獲得較高的封裝真空度，則抽引氣體所需的時間就越長，造成封裝時間延長。

發明內容

(一)要解決的技術問題

根據上述現有技術的缺點，本發明實施例提供了一種元件封裝方法及其結構，以提高封裝后感測元件的靈敏度。

(二)技術方案

進一步的，本發明實施例提供了一種元件封裝方法及其結構，以更有效率地提高封裝空間的真空度。

進一步的，本發明實施例的方案是使用鐳射進行局部加熱，可避免感測元件在封裝期間受損，并兼顧維持密封空間的真空程度。

進一步的，本發明實施例的方案是使用鐳射進行局部加熱，可有效地減少在封裝過程中產生的脫氣現象以及剩余應力。

進一步的，本發明實施例的方案是讓鐳射封裝與抽氣孔封閉一起完成，可提高封裝的效率。

進一步的，本發明實施例的方案是使用吸氣劑，以提高密封空間的真空程度。

基于上述目的，本發明提供一種元件封裝方法，其包括下列步驟：先提供槽型基座以及蓋體，并在槽型基座的底部設置感測元件，將蓋體覆蓋槽型基座，并在蓋體與槽型基座的邊緣部設置密封體(sealant)；接著，使用鐳射照射槽型基座的邊緣部，以熔融密封體，使蓋體與邊緣部結合；使蓋體與槽型基座之間的密封空間處于真空狀態。

優選的，感測元件為溫度感測器或紅外線熱影像器。

優選的，本發明的元件封裝方法還包括在真空室中進行封裝。

優選的，槽型基座以陶瓷材料或半導體材料制成。

優選的，蓋體用透光材料或玻璃材料制成。

優選的，密封體為金屬合金材料。

優選的，本發明的元件封裝方法還包括在蓋體上設置第一黏著層以及在邊緣部設置第二黏著層。當鐳射照射加熱時，密封體、第一黏著層以及第二黏著層被熔融后而相融合。

優選的，本發明的元件封裝方法還包括使用鐳射照射蓋體，以間接加熱密封體。

優選的，本發明的元件封裝方法還包括使用鐳射穿過蓋體而直接照射密封體，以熔融密封體。

優選的，槽型基座還包括至少一抽氣孔，用以抽出密封空間中的氣體而形成真空狀態。

優選的，抽氣孔設置于鐳射照射的路徑上，當鐳射加熱熔融密封體時，抽氣孔同時被封閉。