[發明專利]一種真空封裝結構及其封裝方法

有效

• 申請號: 201810382661.3
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108640079B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 徐德輝
• 申請（專利權）人: 上海燁映電子技術有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本申請的目的是提供一種真空封裝結構及其封裝方法，本申請的真空封裝結構中在真空腔體的硅襯底上刻蝕有空柱結構和溝渠結構，采用熱絕緣材料對空柱結構和溝渠結構進行填充，連接著硅襯底和懸浮膜結構，不僅可以增強敏感為結構的機械強度，同時該熱絕緣材料不會帶來熱損耗的增加；由于溝渠結構在懸浮膜結構的正下方，不與硅襯底連接，也可以在增強敏感微結構的機械強度的同時，不會帶來熱損耗的增加，采用空柱結構和溝渠結構的設計不僅增強了敏感微結構的機械強度和可靠性，還可以達到很好的均勻性；加之，封裝腔體內的真空封裝將懸浮膜結構下方的氣體熱傳導消除，提高了熱傳感器的熱絕緣性，從容提高了信號強度。

技術領域

本申請涉及真空封裝領域，尤其涉及一種真空封裝結構及其封裝方法。

背景技術

MEMS真空封裝是一種采用密封腔體提供高氣密真空環境的封裝技術，真空封裝使MEMS器件的可動部分工作于真空環境下，保障了MEMS器件的品質因素，真空封裝還可以減少熱損耗，提高器件性能。MEMS封裝在MEMS器件生產過程中占有非常重要的地位，是器件能夠實際應用的關鍵一步。

在MEMS器件的封裝結構中，如圖1所示：普遍通過將MEMS熱傳感器的懸浮結構下方的硅襯底全部去除以實現熱絕緣，但：由于懸浮結構下方的熱傳導和硅襯底去除深度相關，一般都是將硅襯底全部去除，以實現最大程度的熱絕緣；又由于懸浮結構一般采用氧化硅和氮化硅，并且厚度一般為1～2um，懸浮結構的機械強度很差；又由于懸浮結構下方的硅襯底全部去除，無法實現芯片結構的密封封裝，因而導致芯片結果的密封封裝更加復雜化。

發明內容

本申請的一個目的是提供一種真空封裝結構及其封裝方法，以解決現有技術在封裝過程中導致的熱損耗及懸浮膜結構機械強度低的問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種真空封裝結構，其中，包括：

封裝腔體1、依次在所述封裝腔體1上設置有敏感微結構2和敏感薄膜3、釋放孔4及通孔密封塞5，其中，

所述封裝腔體1包括硅襯底11、空柱結構12、溝渠結構13、填充薄膜14、支撐膜15及懸浮膜結構16，所述硅襯底11上刻蝕有空柱結構12和溝渠結構13，所述填充薄膜14填充在所述空柱結構12和溝渠結構13中，所述支撐膜15粘接在所述硅襯底11的刻蝕面；所述釋放孔4貫穿所述敏感微結構2和敏感薄膜3，且垂直設置于所述硅襯底11的刻蝕面；從所述釋放孔4處對所述硅襯底11進行腐蝕，形成所述懸浮膜結構16，其中，所述硅襯底11的腐蝕深度大于所述溝渠結構13的刻蝕深度且小于所述空柱結構12的刻蝕深度；

通過所述釋放孔4將所述懸浮膜結構16內抽空，形成真空腔17，并將所述通孔密封塞5與所述通氣孔4密封連接。

進一步地，上述真空封裝結構中，所述敏感微結構2包括紅外傳感器。

進一步地，上述真空封裝結構中，所述紅外傳感器包括熱釋電紅外傳感器、熱電堆紅外傳感器及熱敏電阻紅外傳感器。

進一步地，上述真空封裝結構中，所述填充薄膜14為低熱導率薄膜。

進一步地，上述真空封裝結構中，所述填充薄膜14的材質為為熱絕緣材料。

進一步地，上述真空封裝結構中，所述空柱結構12的數量為至少一個；和/或，所述溝渠結構13的數量為至少一個。

進一步地，上述真空封裝結構中，所述釋放孔4的數量為至少一個。

根據本申請的另一方面，還提供了一種實現上述真空封裝結構的封裝方法，其中，所述方法包括以下步驟：

步驟一、依次在所述封裝腔體1內的硅襯底11上刻蝕空柱結構12和溝渠結構13，并分別所述空柱結構12中填充填充薄膜14，并進行平坦化處理形成支撐膜15，其中，所述支撐膜15粘接在所述硅襯底11的刻蝕面；