[發明專利]基于吸氣劑薄膜的混合晶圓級真空封裝方法及結構

有效

• 申請號: 201410264566.5
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104003352B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 馮飛;張云勝;王躍林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李儀萍

本發明提供一種基于吸氣劑薄膜的混合晶圓級真空封裝方法及結構，該方法包括步驟：a）提供一墊片、一襯底片及一蓋片，于所述墊片中形成芯片封裝腔；b）鍵合所述墊片及所述襯底片；c）將待封裝芯片通過鍵合結構鍵合于所述襯底片；d）提供吸氣劑，并將所述吸氣劑固定于朝向所述芯片封裝腔的蓋片表面；e）鍵合所述蓋片及所述墊片并激活吸氣劑。本發明基于MEMS技術制作封裝腔體，將非致冷紅外探測器芯片置于芯片封裝腔內完成真空封裝，有利于保護非致冷紅外探測器芯片上脆弱的微結構，且具有了圓片級封裝的效率；采用吸氣劑薄膜維持腔體的真空度，可降低真空封裝的體積；只對已通過測試的非致冷紅外探測器芯片進行真空封裝，降低了封裝成本。

技術領域

本發明涉及一種混合晶圓級真空封裝方法及結構，特別是涉及一種基于吸氣劑薄膜的混合晶圓級真空封裝方法及結構。

背景技術

紅外探測技術是現代核心軍事技術之一，具有探測距離遠、抗干擾能力強、可全天候工作的優點。隨著紅外成像技術的發展與成熟，其在民用領域的應用也越來越廣泛。

按照工作原理紅外探測器可分為量子型和非致冷兩大類。量子型紅外探測器靈敏度高，一般需要致冷，價格較高。非致冷紅外探測器靈敏度稍低，無需致冷，性價比較高。這種非致冷紅外探測器按照信號讀取方式，又可分為電讀出和光讀出兩大類。以氧化釩、非晶硅為代表的電讀出方式的紅外探測器居于主流地位，已成功實現了商業化。光學讀出方式的紅外探測器無需復雜的讀出電路，探測靈敏度高，制作難度相對較低，具有高性價比的潛質，目前已有產品進入市場。

為了實現高性能，非致冷紅外探測器需要真空封裝。傳統的真空封裝方法是采用金屬管殼進行封裝，一般包括金屬管座和紅外濾波片，這種真空封裝方式效率稍低；晶圓級真空封裝是在完成對整個圓片的真空封裝后再切片，提高了封裝效率，但由于待封裝芯片成品率的原因，封裝了一些性能差的芯片，浪費了部分價格昂貴的紅外濾波片。

針對上述問題，本發明提出了一種基于吸氣劑薄膜的非致冷紅外探測器的混合晶圓級真空封裝方法，就是將已通過檢測的待封裝芯片置于制作好的封裝腔體片中完成真空封裝，一方面提高了封裝效率，另一方面保證了紅外濾光片的利用率，降低了封裝成本。

本發明所提出的真空封裝方法及結構除了適合熱型紅外探測器芯片外，同樣也適合微機械陀螺芯片、加速度計芯片、諧振器芯片、場發射器件芯片、壓力傳感器芯片和光微機械器件芯片等需要真空封裝的微機械傳感器和執行器。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于吸氣劑薄膜的混合晶圓級真空封裝方法及結構，以提高器件的封裝效率，降低封裝難度和成本。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于吸氣劑薄膜的混合晶圓級真空封裝方法，包括以下步驟：

a)提供一墊片、一襯底片及一蓋片，于所述墊片中形成芯片封裝腔；

b)鍵合所述墊片及所述襯底片形成封裝腔體；

c)提供一已通過測試的待封裝芯片，將所述已通過測試的待封裝芯片通過鍵合結構鍵合于所述襯底片，或將所述已通過測試的待封裝芯片通過鍵合結構鍵合于所述蓋片；

d)提供吸氣劑，并將所述吸氣劑固定于朝向所述封裝腔的蓋片表面；

e)提供一真空設備，將所述封裝腔體和蓋片對準后，進行抽真空、激活吸氣劑及加熱加壓，通過鍵合結構鍵合所述蓋片及所述墊片。

作為本發明的基于吸氣劑薄膜的混合晶圓級真空封裝方法的一種優選方案，步驟a)中還包括于所述墊片中形成真空緩沖腔的步驟，且所述真空緩沖腔位于所述芯片封裝腔的外圍區域。