MEMS封装和用于封装MEMS结构的方法与流程

本发明涉及一种用于封装mems结构诸如用可移动元件的方法，诸如在准静态mems组件中(诸如mems矢量扫描仪)。此外，本发明涉及一种mems封装。此外，本发明涉及布置晶片堆叠，用于准静态mems组件的具有限定内部压力的气密封装。

背景技术：

1、mems矢量扫描仪用混合总成封装，诸如通过使用陶瓷壳体。

2、出于高机械效率的目的，mems矢量扫描仪具有复杂的结构，诸如3d设计，其中致动器和镜板位于不同的水平面上。这种3d结构经常被使用，但是不便于封装，并且使封装变得复杂。

3、为了调整它们的行为，mems矢量扫描仪被封装在混合总成中并且被气密地密封。具有3d结构的矢量扫描仪的气密封装允许对mems组件的保护作用，其中致动器和镜板位于不同的高度/水平面上，但是mems组件仍然受到外部干扰(诸如颗粒)的影响。由于不同的生产环境和方法以及生产环境之间的必要运输，脱气是不方便的。mems组件通常在洁净室中生产，并且以下混合总成通过粘合剂在实验室现场实现。

技术实现思路

1、需要一种用于生产mems封装或用于封装mems结构的方法以及一种防止上述缺点并且仍然可以有效生产且误差很小的mems封装。

2、因此，本发明的目的是提供一种用于封装mems结构的方法和一种允许具有很少误差的高效生产的mems封装。

3、这个目的通过独立权利要求的主题来解决。

4、本发明的核心思想是为了封装mems结构，在mems结构的一部分与通过玻璃晶片实现的盖子之间提供间隔结构。这使得对玻璃晶片的处理要求较低，间隔结构相对于mems结构的简单定位以及晶片级的生产成为可能，从而以高效的方式实现了对误差敏感度较低的封装。

5、根据实施例，一种用于在堆叠结构中封装mems结构的方法包括提供至少部分包括mems结构的功能晶片结构。此外，为了将mems结构封装在堆叠结构中，功能晶片结构和玻璃晶片被布置在堆叠结构中并且沿着彼此的堆叠方向。执行该方法，使得其中布置有mems结构的至少一部分的空腔在沿着堆叠方向的一侧被玻璃晶片封闭，并且使得间隔结构布置在堆叠结构中的mems结构的该部分与玻璃晶片之间，以沿着堆叠方向在mems结构的该部分与玻璃晶片之间提供间隔，使得间隔结构封闭空腔的一部分。

6、根据实施例，一种用于在堆叠结构中封装mems结构的方法包括提供具有多个mems区域的堆叠结构，使得每个mems区域包括至少部分地布置在mems空腔中的mems结构，使得堆叠结构包括间隔结构，该间隔结构至少部分地封闭mems区域的每个腔并且提供到mems结构的间隔。此外，该方法包括通过执行晶片键合工艺将玻璃晶片布置在间隔结构上，使得间隔结构一侧上的空腔通过玻璃晶片被气密地密封。此处，有利的是，通过由间隔结构调整间隔，可以省略玻璃晶片的复杂结构，并且可以以简单和高效的方式使用该玻璃晶片，针对封装mems结构在晶片级上已经很少误差。

7、根据实施例，mems封装包括堆叠结构，该堆叠结构包括沿着堆叠方向堆叠的若干层，并且包括功能层结构，该功能层结构包括mems结构。mems结构至少部分地布置在空腔中，其中空腔形成堆叠结构的一部分。该空腔在一侧上由玻璃层沿着堆叠方向进行限制，该玻璃层通过间隔层沿着堆叠方向与mems结构间隔开。

8、进一步有利的实施例是从属权利要求的主题。

技术特征：

1.一种用于在堆叠结构中封装mems结构的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述间隔结构(123)通过局部选择性去除晶片结构而由所述功能晶片结构形成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中提供所述功能晶片结构包括提供第一功能晶片(40)和第二功能晶片(50)，并且所述方法包括通过晶片键合工艺将所述第一功能晶片和所述第二功能晶片彼此进行晶片键合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过使用以下措施来气密地封闭所述空腔(44)：通过使用第一晶片键合工艺将所述功能晶片结构和所述玻璃晶片(42)布置在所述堆叠结构中；以及通过第二晶片键合工艺在所述mems结构的与所述玻璃晶片(42)相对的一侧上形成所述堆叠结构的一部分的限制晶片结构，使得所述玻璃晶片(42)在一方面且所述限制晶片结构在另一方面沿着所述堆叠方向(36)封闭所述空腔(44)；并且所述功能晶片结构和所述间隔层限制与其垂直的所述空腔(44)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述限制晶片结构在面向所述mems结构的一侧上被结构化，并且在与所述mems结构相对的区域中包括凹槽(37)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述凹槽适用于所述mems结构的可移动元件(38)的移动。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述凹槽(37)由所述限制晶片结构的单个半导体层限制。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，与所述凹槽(37)相对，用于晶片部段的后续切割的指示(34)被并入所述限制晶片结构中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述玻璃晶片(42)至少在与所述mems结构相对布置的区域中以平面方式形成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，执行所述方法以使得所述空腔(44)被气密地封闭，并且在所述空腔(44)中提供不同于大气压的压力。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述空腔(44)中生成负压。

12.根据权利要求10所述的方法，其中在所述空腔(44)中生成过压。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中在所述空腔(44)的区域中没有布置吸气材料。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述mems结构包括可移动元件(38)和用于将所述可移动元件(38)从静止位置偏转的致动器(161、162)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述可移动元件(38)包括反射镜结构。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述mems结构被配置成使得在低于弹簧-质量系统的机械共振频率时对所述可移动元件(38)进行控制，其中所述可移动元件提供所述弹簧-质量系统的至少一部分质量。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供所述功能晶片结构包括：

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述间隔层包括半导体材料。

21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

22.一种用于在堆叠结构中封装mems结构的方法，包括：

23.一种mems封装，包括：

技术总结一种用于在堆叠结构中封装MEMS结构的方法包括提供至少部分包括MEMS结构的功能晶片结构。该方法包括在堆叠结构中并且沿着堆叠方向彼此相对地布置功能晶片结构和玻璃晶片，并且执行该方法以使得其中布置有MEMS结构的至少一部分的空腔在沿着堆叠方向的一侧被玻璃晶片封闭，并且使得间隔结构布置在堆叠结构中的MEMS结构的该部分与玻璃晶片之间，以沿着堆叠方向在MEMS结构的该部分与玻璃晶片之间提供间隔，使得间隔结构封闭空腔的一部分。技术研发人员：弗兰克·森格,姗姗·顾-斯托普尔,埃德姆·亚拉尔,甘纳尔·威尔受保护的技术使用者：弗劳恩霍夫应用研究促进协会技术研发日：技术公布日：2024/1/16