用于具有倾斜光学窗的微机械设备的制造方法和具有倾斜光学窗的微机械设备与流程

[0001]本发明涉及一种用于具有倾斜的光学窗的微机械设备的制造方法和具有倾斜的光学窗的微机械设备。背景技术：[0002]在mems构件中，为了针对有颗粒或类似物引起的有害外部影响进行保护，通常必须提供保护设备，该保护设备保护构件免受机械触碰并且也能够实现构件的加工、如通过锯切从芯片中的晶片复合部分离，而不受损害。具有光学窗的保护设备大部分具有与窗相邻的边界面，在所述边界面处会出现不期望的反射。如果这种位置固定的反射位于构件的投影区域中，并且该反射的强度超过要投影的光的那个强度，那么这会起干扰作用。[0003]在us 2007/0024549中将三维表面结构描述为用于避免反射的倾斜窗，该窗可以在晶片复合部中制造并且可以借助玻璃或塑料包含透明材料。技术实现要素：[0004]本发明实现一种根据权利要求1所述的用于具有倾斜的光学窗的微机械设备的制造方法和根据权利要求9所述的具有倾斜的光学窗的微机械设备。[0005]优选的扩展方案是从属权利要求的主题。[0006]基于本发明的思想在于，说明一种用于具有倾斜的光学窗的微机械设备的制造方法，在所述制造方法中可以减小或者有利地避免在设备和/或光学设备的投影区域中的干扰反射，所述设备和/或光学设备可以通过微机械设备遮盖，并且该制造方法具有高光学品质以及小制造费用。[0007]根据本发明，在用于具有倾斜的光学窗的微机械设备的制造方法中，在方法步骤s1中，提供具有第一前侧和第一后侧的第一衬底并且提供具有第二前侧和第二后侧的第二衬底。在另外的方法步骤s2中，在第一衬底和第二衬底中这样产生多个贯通孔，使得关于在第一衬底中的每个贯通孔产生在第二衬底中的全等(deckungsgleich)的贯通孔，当第一衬底布置在第二衬底上时这些贯通孔彼此叠合，其中，第一后侧面向第二前侧。在另外的方法步骤s3中，在第一衬底和第二衬底中产生围绕各个贯通孔的呈斜面的边缘区域，其中，边缘区域分别在横向上环绕各个贯通孔并且以窗角度相对于第一衬底和第二衬底的平面延展倾斜，其中，各两个彼此相叠布置的呈斜面的边缘区域在俯视图中是全等的并且以相同的窗角度倾斜。在另外的方法步骤s4中，提供具有结构化的窗区域的窗薄膜，该窗区域在窗薄膜的俯视图中分别遮盖贯通孔并且至少部分地遮盖相对应的边缘区域。在另外的方法步骤s5中，将窗薄膜定位在第一衬底的第一后侧和第二衬底的第二前侧之间，其中，结构化的窗区域分别遮盖呈斜面的边缘区域和相对应的贯通孔，并且通过接合过程使第一后侧与第二前侧和布置在它们之间的窗薄膜力锁合地连接，其中，窗薄膜在相应的贯通孔上形成以窗角度倾斜的光学窗。[0008]所述设备有利地涉及光学设备，有利地涉及作为光学mems(moems)的微镜。第一和第二衬底也可以仅表现成用于光学mems构件的封装部、即罩，其中，第一和第二衬底可以遮盖mems构件。第一和/或第二衬底可以有利地包括塑料或有机材料、例如lcp(液晶聚合物)或peek(聚醚醚酮)。在有机材料的情况下，可以实现相对于无机材料的显著的成本节省，因为该有机材料在加工和配置方面是明显更有利的。第一和/或第二衬底可以借助于注塑方法或者替代地也通过另外的方法制造。窗薄膜也可以有利地包括有机材料(如透明薄膜)并且具有带光学透明性的高光学品质，如非结晶的和/或部分结晶的塑料，如聚醚砜(pes)、聚碳酸酯(pc)、聚丙烯酸酯(par)、芴基聚酯(fpe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)。窗薄膜也可以有利地包括薄玻璃。合适的材料有利地适用于要应用的处理以及所述设备的运行，例如合适的物质有利地不分泌有害的或光学有影响的析出气体。第一衬底、第二衬底和/或窗薄膜有利地得出用于mems的充分保护并且有利地显示为用于mems构件的封装。在光学窗上可以有利地布置有另外的层、例如光学涂层。有利地，在这种封装时可以通过封装(衬底和窗)取消mems构件的严密封装或严密密封，这带来高的成本优点。衬底例如也可以包括无机材料、如玻璃或硅。可以由具有倾斜的光学窗的微机械设备遮盖的mems构件可以通过这些设备有利地针对外部影响(灰尘、触碰)受保护，并且微机械设备可以有利地形成腔，在该腔内部可以布置有mems构件(二者例如布置在一个晶片上)。mems构件例如可以借助薄线材通过在第一和第二衬底中的贯通孔与该衬底的键合垫接触。因此，微机械设备可以表现为用于遮盖在晶片上的mems构件的罩晶片，单独地或大量地制成并且通过布置在晶片上的mems构件校准，布置并接合在该晶片上。作为接合，可以有利地通过共晶接合层以及通过玻璃焊料或粘接剂进行阳极键合或直接键合(也作为在玻璃和硅之间的无接合剂的连接)。[0009]每个mems构件、例如镜或芯片刚好可以配属有光学窗。[0010]在制造时，窗角度有利地选择为如此大，使得所述窗角度足够用于将干扰反射从用于要应用的光的投影方向中转向并且适用于转向。[0011]窗薄膜处的边界面的可能的干扰反射的转向可以通过光学窗的斜置实现，并且在窗上的防反射涂层的作用方面显著支持所述防反射涂层。防反射涂层有利地用于，使窗的透射最大化。因为在小尺度的构件中微镜仅可以具有关于第一或第二衬底的小的间距，mems构件有利地包括该微镜并且该微镜可以围绕其静止位置平行地摆动，因此窗的斜置能够简单地将在窗的边界面处的干扰反射从投影方向(反射方向)中取向出来。对此，光学窗和微镜的面有利地彼此不平行。[0012]根据在mems构件或其晶片上的接合类型，通过所提到的方法也可以有利地实现严密封装。此外有利地，所述方法是适合批量生产的。通过斜置和边缘区域可以有利地避免或减少光学窗在应用时或在进一步加工时的划痕或损害。[0013]可以在横向上彼此错位的、例如这种在第一和第二衬底中的不同的窗可以有利地包括相同的窗角度或者分别包括不同的窗角度。[0014]根据所述方法的优选实施方式，在方法步骤s4中，对于贯通孔在窗薄膜中形成分隔沟，该分隔沟在俯视图中横向环绕相应的贯通孔。[0015]分隔沟例如可以在窗薄膜中冲压出或者借助于激光引入窗薄膜中，其中，分隔沟有利地完全穿过窗薄膜。[0016]根据所述方法的优选实施方式，分隔沟在保持区域外部穿过窗薄膜，其中，对于贯通孔，两个保持区域说明(beschreiben)一个旋转轴线，并且在方法步骤s5中光学窗通过窗薄膜围绕旋转轴线的扭转以窗角度倾斜。[0017]在此，横向环绕有利地通过保持区域中断。[0018]如果窗薄膜由玻璃组成，那么保持区域可以分别在玻璃中形成理论断裂点，所述理论断裂点在倾斜时会断裂，以便使窗倾斜。替代地，玻璃薄膜可以配备有分隔沟和在倾斜时弹动的并且不断裂的保持区域，例如通过激光蚀刻(laser induced deep etching，激光引发深蚀刻)。通过保持区域使窗区域在加工期间(例如在倾斜或粘接时)有利地保持在微机械设备的复合部中。[0019]根据所述方法的优选实施方式，在方法步骤s5中为了连接将作为粘接材料的接合剂或者玻璃焊料在呈斜面的边缘区域中施加在第一衬底和/或第二衬底和/或窗薄膜上。[0020]接合剂例如可以通过筛网印刷施加在窗薄膜上。粘接材料可以包括有机材料，如热塑性或热固性粘接剂。因为第一和/或第二衬底和窗薄膜也可以包括无机材料，这有利于实现用于mems构件的严密封闭，这在接合时可以适用于使用更高温度，也可以使用严密密封的玻璃焊料作为接合剂。[0021]根据所述方法的优选实施方式，作为接合剂在窗薄膜的俯视图中在横向上在分隔沟内部布置有环绕贯通孔的内粘接路径和/或在横向上在分隔沟外部布置有环绕贯通孔的外粘接路径。[0022]根据所述方法的优选实施方式，在方法步骤s5中将挤压力垂直于第一衬底的平面延展地施加到第一衬底和/或第二衬底上。[0023]根据所述方法的优选实施方式，在方法步骤s5中在连接时实现接合剂的硬化。[0024]按照所应用的接合剂而定，所述硬化可以是必需的或可以取消。接合剂的预硬化可以在接合之前进行。[0025]根据所述方法的优选实施方式，在方法步骤s4中在窗薄膜上在单侧或两侧上布置有防反射材料。[0026]防反射材料可以被施加在窗薄膜上。[0027]根据本发明，具有倾斜的光学窗的微机械设备包括：具有第一前侧和第一后侧的第一衬底并且包括具有第二前侧和第二后侧的第二衬底，其中，第一衬底以第一后侧布置在第二衬底的第二前侧上，其中，第一后侧面向第二前侧；在第一衬底和第二衬底中的多个贯通孔，其中，在第一衬底中的各个贯通孔与在第二衬底中的贯通孔全等地叠合。此外，所述设备包括围绕在第一衬底和第二衬底中的各个贯通孔的呈斜面的边缘区域，其中，边缘区域分别在横向上环绕贯通孔并且在第一衬底和第二衬底中以窗角度相对于第一衬底和第二衬底的平面延展倾斜，其中，各两个彼此相叠布置的呈斜面的边缘区域在俯视图中是全等的并且以相同的窗角度倾斜；和窗薄膜，该窗薄膜布置在第一衬底和第二衬底之间并且遮盖相应的贯通孔并且在贯通孔的区域中形成以窗角度倾斜的光学窗。[0028]有利地，所述设备的特征也在于与制造方法有关的所提到的特征，反之亦然。[0029]根据所述设备的优选实施方式，各两个彼此相叠布置的呈斜面的边缘区域以相反的方向倾斜。[0030]根据所述设备的优选实施方式，分隔沟成形在窗薄膜中，该分隔沟在俯视图中在呈斜面的边缘区域中横向地环绕相应的贯通孔。[0031]根据所述设备的优选实施方式，在俯视图中在横向上在分隔沟内部将环绕贯通孔的内粘接路径和/或在横向上在分隔沟外部将环绕贯通孔的外粘接路径作为接合剂布置到窗薄膜上。[0032]根据所述设备的优选实施方式，第一后侧和第二前侧分别包括连接结构，通过所述连接结构可以使第一衬底在第二衬底上方对中在预先确定的位置上。[0033]有利地，两个衬底这样构型，使得这两个衬底在挤压到一起时对于准确确定的位置彼此相叠地自动对中地起作用。借助于连接结构，这种对中可以有利地在挤压到一起时自动地并且准确地进行。[0034]根据所述设备的优选实施方式，在窗薄膜上在单侧或两侧上布置有防反射材料。[0035]本发明的实施方式的另外的特征和优点由下面的说明书参照附图得出。附图说明[0036]下面参照在示意性附图中说明的实施例详细阐释本发明。[0037]在附图中：[0038]图1示出在用于微机械设备的制造方法期间第一和第二衬底的示意性示图；[0039]图2示出用于根据本发明的设备的窗薄膜的示意性俯视图；[0040]图3示出根据本发明的实施方式的制造方法的顺序和设备的示意性侧视图；和[0041]图4示出根据本发明的实施例的方法步骤的顺序的示意性示图。[0042]在附图中，相同的附图标记标明相同的或功能相同的元件。具体实施方式[0043]图1示出在用于微机械设备的制造方法期间的第一和第二衬底的示意性示图。[0044]所述设备包括在第一衬底s1中和在第二衬底2中的多个贯通孔f1、f2，其中，当这些贯通孔彼此相叠地布置时，在第一衬底1中的贯通孔f1分别与第二衬底2中的贯通孔f2全等地叠合。衬底包括在第一衬底1和第二衬底2中围绕各个贯通孔f1、f2的呈斜面的边缘区域rb1、rb2，其中，边缘区域rb1、rb2分别横向地围绕各个贯通孔f1、f2并且在第一衬底1和第二衬底2中以窗角度fw相对于第一衬底1和第二衬底2的平面延展倾斜，其中，各两个彼此相叠布置的、呈斜面的边缘区域rb1、rb2在俯视图中是全等的并且以相同的窗角度fw倾斜。在这里，边缘区域rb1有利地显示为关于相对应的贯通孔的另外的边缘区域rb2的、为了插接所需的配对件。根据图1的箭头显示，第一衬底1和第二衬底2有利地彼此相叠地布置，其中，第一后侧rs1布置在第二前侧vs2上。[0045]在第一和第二衬底中的边缘区域rb1、rb2分别有利地在部分区域中相对于衬底的平面延展升高并且在另外的部分区域中降低。在第一衬底1中的升高的区域有利地准确适配于第二衬底2的降低的部分区域，反之亦然。[0046]图2示出用于根据本发明的设备的窗薄膜的示意性俯视图。[0047]所述设备的窗薄膜fo设有结构化部，该结构化部在窗区域fb中可以包括分隔沟3。该分隔沟3环绕贯通孔的区域，通过该分隔沟在方法期间定位窗薄膜fo，在横向上定位在外侧上并且有利地定位在呈斜面的边缘区域rb1和rb2的区域中。通过分隔沟3的横向环绕可以在保持区域4处中断。[0048]对于在两个衬底中的一个或每个贯通孔而言，窗薄膜fo可以包括两个保持区域4，所述保持区域将分隔沟3分成两个区域。保持区域4有利地限定旋转轴线a。在两个具有位于之间的窗薄膜fo的衬底彼此相叠布置的情况下，光学窗可以斜置，其中，在放置到呈斜面的边缘区域rb1和rb2上时，所述边缘区域可以通过窗薄膜fo围绕旋转轴线a的扭转使光学窗f、窗薄膜fo以窗角度倾斜。[0049]在窗薄膜fo上或者在所述衬底的一个衬底上可以在边缘区域rb1和rb2中布置有接合剂5作为粘接材料或玻璃焊料。[0050]在窗薄膜fo的俯视图中，接合剂5可以在横向上在分隔沟3内部形成环绕贯通孔的内粘接路径5a和/或在横向上在分隔沟3外部形成环绕贯通孔的外粘接路径5b。贯通孔可以相应于作为mems构件的芯片在晶片上的位置，由此外粘接路径5b可以相应于芯片的外轮廓。外粘接路径5b有利地用于对外密封内部区域、即mems构件，例如作为针对在分离晶片时的锯切水的防护。[0051]通过接合剂的硬化可以有利地持久占据窗或者装配的衬底的倾斜状态。在使用玻璃焊料的情况下，可以在高温时软化焊剂、浸湿接合元件(衬底和窗薄膜)并且在冷却之后得到牢固的密封连接。[0052]相邻的窗f可以在衬底的俯视图中在横向上彼此错位地布置或者布置在同一条线上。[0053]图3示出根据本发明的实施方式的制造方法的顺序和设备的示意性侧视图。[0054]图3的左图示出窗薄膜fo在横截面中在第一衬底1和第二衬底2之间的布置。在这里，窗薄膜fo与在边缘区域rb1和rb2中的分隔沟3一起示出。在分隔沟3外部有利地在窗薄膜fo的两侧上示出作为外粘接路径5b和作为内粘接路径5a的接合剂5。[0055]在右图中，在横截面中示出完成的设备10。[0056]具有倾斜的光学窗f的微机械设备10包括具有第一前侧vs1和第一后侧rs1的第一衬底1和具有第二前侧vs2和第二后侧rs2的第二衬底2，其中，第一衬底1以第一后侧rs1布置在第二衬底2的第二前侧vs2上，其中，第一后侧rs1面向第二前侧vs2。[0057]布置在第一衬底1和第二衬底2之间并且遮盖相应的贯通孔f1、f2的窗薄膜fo可以在贯通孔f1、f2的区域中形成以窗角度fw倾斜的光学窗f。两个衬底可以通过挤压力彼此挤压(箭头显示)，这可以导致光学窗的倾斜并且在压到一起时导致在边缘区域rb1和rb2处的固定。[0058]因为窗薄膜布置在两个堆叠衬底的内部，所述窗薄膜可以在进一步加工设备时受保护以免受机械触碰，所述机械触碰会导致损坏和划痕。[0059]图4示出根据本发明的实施例的方法步骤的顺序的示意性示图。[0060]在用于具有倾斜的光学窗的微机械设备的制造方法中，在方法步骤s1中提供具有第一前侧和第一后侧的第一衬底并且提供具有第二前侧和第二后侧的第二衬底；在方法步骤s2中在第一衬底和第二衬底中这样产生多个贯通孔，使得关于在第一衬底中的每个贯通孔产生在第二衬底中的全等的贯通孔，当第一衬底布置在第二衬底上时这些贯通孔相互叠合，其中，第一后侧面向第二前侧。在方法步骤s3中在第一衬底和第二衬底中围绕各个贯通孔产生呈斜面的边缘区域，其中，边缘区域分别在横向上环绕贯通孔并且以窗角度相对于第一衬底和第二衬底的平面延展倾斜，其中，各两个彼此叠置的呈斜面的边缘区域在俯视图中是全等的并且以相同的窗角度倾斜。在方法步骤s3中提供具有结构化的窗区域的窗薄膜，该窗区域在窗薄膜的俯视图中分别遮盖贯通孔并且至少部分地遮盖相对应的边缘区域；并且在方法步骤s5中将窗薄膜定位在第一衬底的第一后侧和第二衬底的第二前侧之间，其中，结构化的窗区域分别遮盖呈斜面的边缘区域和相对应的贯通孔，并且通过接合过程使第一后侧与第二前侧和布置在它们之间的窗薄膜力锁合地连接，其中，窗薄膜在相应的贯通孔上形成以窗角度倾斜的光学窗。所述方法能够以所述顺序进行，而所提到的方法步骤也能够以另外的顺序执行。[0061]虽然之前已经参照优选实施例完全描述了本发明，但是本发明不局限于此，而是能够以不同的方式改变。