專(zhuān)利名稱(chēng)：在制造過(guò)程中保護(hù)臨界表面的形成有圖案的接觸片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成有圖案的接觸片材，用以防止臨界表面(critical surface)發(fā) 生擦傷、污點(diǎn)、沖擊或其他退變。所述形成有圖案的接觸片材也可用于提高微 鏡設(shè)備和需要光穿過(guò)窗口的其他設(shè)備中外殼窗(housing window)的臨界區(qū)域 的平坦度。
背景技術(shù)：
稱(chēng)為數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)的特定光學(xué)微電子機(jī)械設(shè)備使用鏡陣列來(lái)反射 入射光，以在觀(guān)察表面上形成圖像。這些DMD需要光從所述設(shè)備的外部穿過(guò)密 封所述設(shè)備的蓋子或封口投射到所述DMD的內(nèi)部活性(例如反射鏡陣列)表面 上，然后離開(kāi)DMD設(shè)備到所述觀(guān)察表面。這些設(shè)備的每一個(gè)都單獨(dú)封裝，并進(jìn) 行密封以使之與外部空氣以及能夠影響DMD性能和壽命的元件隔絕。由于 DMD必須接受工作中的光，包含所述DMD的封裝的蓋子或封口應(yīng)由透光的材 料制成；這些材料較好是玻璃，因?yàn)椴Ａ?duì)濕氣是惰性的，耐空氣污染，當(dāng)暴 露于光時(shí)有耐受性，且能較好地耐受例如擦傷和污點(diǎn)造成的損傷。美國(guó)專(zhuān)利 6856014B1描述了一種將DMD密封在封裝中的方法(參見(jiàn)圖l) 。 US6856014B1 主要公開(kāi)了一種將許多位于基材片(例如硅片)上的設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)密封的方法。 使用透光性蓋子或封口片(下文稱(chēng)為"蓋子")和插入物片(interposer wafer,下文稱(chēng)為插入物)進(jìn)行密封，所述蓋子具有暴露于空氣的頂部和底部，所述插 入物具有許多穿過(guò)所述插入物的開(kāi)放孔或通道，其厚度為基材上設(shè)備的頂部到蓋子或封口底部之間的距離。所述插入物的一側(cè)粘合到所述蓋子的底部，所述 插入物的另一側(cè)粘合到所述基材上，這樣DMD就包含在由蓋子底部、插入物和5基材限定的體積中(參見(jiàn)US6856014B1)。 一旦使用例如粘合劑將所述蓋子、 插入物和基材兩兩粘合，基材上的DMD通過(guò)鋸過(guò)所述蓋子、插入物和基材兩兩 分離成單獨(dú)的封裝的DMD。對(duì)于所述插入物，從蓋子一基材或基材一蓋子的方 向，穿過(guò)分隔孔或通道的材料(即孔或通道壁)進(jìn)行鋸切。在封裝DMD設(shè)備的過(guò)程中，所述蓋子片和插入物片在第一步中粘合在一 起，然后蓋子/插入物的組合在第二步與所述基材粘合。在使用該兩步法的情況 下，如果在將所述蓋子片粘合到所述插入物的過(guò)程中對(duì)所述蓋子片的臨界表面 造成任何損壞的話(huà)，整個(gè)粘合部件(piece)都會(huì)被丟棄，不會(huì)造成單個(gè)DMD 設(shè)備的損失(成本)。圖3描述了一種設(shè)備(set-up) 30，其中使用粘合劑50將 蓋子40粘合到插入物60 (所述插入物的"腿"用有點(diǎn)的矩形表示)。如圖l所 示，使用卡盤(pán)(chuck) IO進(jìn)行粘合。所示的卡盤(pán)10的基礎(chǔ)元件是具有頂部和底 部部件(沒(méi)有顯示)的框架12以及接觸片材14，所述接觸片材14延伸到框架12 的邊緣。部分接觸片材14位于框架12的邊緣區(qū)域的下方(陰影區(qū)域)，以使其 在使用過(guò)程中固定。因此，在圖1中，僅示出了接觸片材14的暴露區(qū)域，表示 為圓形區(qū)域"A"。圖1所示的接觸片材14沒(méi)有形成圖案，且是"平"的。當(dāng)卡 盤(pán)10用于粘合蓋子片和插入物片時(shí)，蓋子40放置于在所述無(wú)陰影的部分A內(nèi)的 接觸片材14上，其上帶有粘合劑50的插入物60在特定壓力下與所述蓋子片材接 觸，以將所述蓋子和插入物粘合在一起(參見(jiàn)描述蓋子40、粘合劑50、具有腿 67的插入物60、但沒(méi)有描述卡盤(pán)部件10的圖3)。盡管該方法通常能夠很好地 工作，但是在光進(jìn)入所述蓋子的臨界區(qū)域中也會(huì)碰到擦傷和污點(diǎn)(缺陷)的問(wèn) 題，但沒(méi)有碰到任何能夠改變光特性或使光折射的缺陷。即，在光沿著射到DMD元件的路徑進(jìn)入和穿過(guò)蓋子的臨界區(qū)域碰到了問(wèn)題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題是由于 平接觸片材14和蓋子片40的表面之間的接觸造成的。因此，目前急需提供一種 用于將蓋子和插入物兩兩粘合的改進(jìn)方法。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例方式中，本發(fā)明涉及一種將蓋子片粘合到插入物片上 的方法，所述方法使用形成有圖案的接觸片材形成能夠粘合到具有MEM設(shè)備的 基材上的蓋子/插入物組合；所述蓋子片、插入物片和基材一起形成用于MEM 的保護(hù)性封裝。如圖2所示、位于卡盤(pán)中且由其固定的形成有圖案的接觸片材 如圖6所示具有許多脊28和凹陷(或井)29。所述蓋子片置于所述形成有圖案6的接觸片材的頂部，插入物與所述蓋子片接觸，粘合劑施加到插入物與蓋子片 兩兩接觸的區(qū)域，從而將插入物和蓋子粘合在一起。使用形成有圖案的接觸片 材可非常有效地降低蓋子片表面在粘合過(guò)程中形成在所述臨界表面上的缺陷數(shù)目。用于將蓋子片粘合到所述插入物片上的形成有圖案的接觸片材可由在0.3MPa或更低壓力下不會(huì)粘合到玻璃的任何材料制成，優(yōu)選是聚合物材料。優(yōu) 選地，所述形成有圖案的接觸片材由特氟綸⑧制成。當(dāng)其上具有MEM設(shè)備的基 材粘合到所述蓋子/插入物組合的插入物上時(shí)，也可以使用所述形成有圖案的接 觸。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種用于將蓋子片和插入物片 粘合在一起的形成有圖案的接觸片材，所述插入物片具有許多穿過(guò)所述插入物 片的通道，以產(chǎn)生適合粘合到具有許多相互間隔的MEM設(shè)備的基材片上的單元 或組合，所述接觸片材具有"華夫餅干狀(waffle—like)"結(jié)構(gòu)，其特征是具 有許多脊和許多井，所述脊和所述井相互分隔，這樣當(dāng)施加了粘合劑的所述插 入物片置于所述蓋子片上時(shí)，所述插入物片的粘合表面與所述接觸片材的脊對(duì) 準(zhǔn)，所述插入物片的孔與所述接觸片材的井對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)將帶有MEM設(shè)備的基材粘 合到所述蓋子/插入物組合的插入物上時(shí)，也可使用所述形成有圖案的接觸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，透光性且具有華夫餅千狀圖案的許多脊和許多井的 第二接觸片材可用于將所述蓋子/插入物組合粘合到具有MEM設(shè)備的基材上。 所述形成有圖案的第二接觸片材在將所述蓋子/插入物粘合到具有MEM設(shè)備的 基材上的過(guò)程中與所述蓋子/插入物組合的蓋子片部分保持接觸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種使用粘合劑材料將蓋子片和插入物 片粘合在 一起的方法，所述方法至少包括以下步驟提供具有多個(gè)脊和多個(gè)井的形成有圖案的接觸片材；將蓋子片置于所述形成有圖案的接觸片材上； 提供插入物片；將粘合劑施加到要粘合到所述蓋子片上的插入物片表面上，或者將粘合劑 施加到所述蓋子片的一個(gè)位置上，以使所述蓋子片上的粘合劑僅位于所述接觸 片材的脊的上方，且不位于所述接觸片材的井的上方；使所述插入物片與所述蓋子片接觸，以使要粘合到所述蓋子片上的插入物 片的表面與所述接觸片材的脊對(duì)準(zhǔn)，所述插入物的孔與所述接觸片材的井對(duì) 準(zhǔn)；在使用或不使用光化輻照的條件下，于選定的溫度向所述蓋子片和所述插 入物片施加選定的壓力，且施加選定的時(shí)間，以使所述粘合劑滲透所述蓋子片 和所述插入物表面上相互粘合的位置處的微孔，以及使粘合劑固化或基本固 化，從而將所述插入物層粘合到所述蓋子層上，形成蓋子/插入物單元或組合； 以及除去所述粘合的蓋子/插入物單元，使之不與所述形成有圖案的接觸片材接觸;以及任選的，通過(guò)加熱到選定的溫度持續(xù)一段選定的時(shí)間進(jìn)一步固化所述粘合 劑，或者使所述粘合劑經(jīng)受光化輻照。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種封裝微電子機(jī)械設(shè)備的外殼 (housing)組件，所述外殼組件包括用粘合劑粘合在一起的光學(xué)透明的蓋子層 或窗口和插入物層，所述蓋子的窗口區(qū)域具有38-76微米的平坦度。


圖l描述了具有現(xiàn)有技術(shù)的未形成圖案的接觸片材的卡盤(pán)。 圖2描述了具有本發(fā)明的形成圖案的接觸片材的卡盤(pán)。 圖3描述了使用粘合劑將插入物片60粘合到蓋子片40上。 圖4描述了粘合到蓋子片上的插入物60的一個(gè)孔，以及光h v如何沿著射到DMD (光線(xiàn)在其上發(fā)生反射，并在相反方向上返回)的路徑穿過(guò)蓋子片和插入物的孔。圖5描述了形成有圖案的接觸片材、蓋子片、插入物、蓋子片和插入物之間的粘合劑位置以及光穿過(guò)的孔。圖6是本文所述具有增加的細(xì)節(jié)的圖5的倒置和簡(jiǎn)化圖。圖7描述了使用本發(fā)明形成有圖案的接觸片材制成的窗口與使用未形成有 圖案的接觸片材制成的窗口比較的相對(duì)平坦度。
具體實(shí)施方式
在本文中，術(shù)語(yǔ)"臨界表面"或"窗口"(參見(jiàn)圖5所示的100)表示包含 光學(xué)MEM設(shè)備的外殼或封裝的表面，光穿過(guò)該表面進(jìn)入到達(dá)所述設(shè)備，和/或 以任何目的由所述設(shè)備反射后離開(kāi)所述設(shè)備；本文所用的術(shù)語(yǔ)"MEM設(shè)備"表 示在電磁光譜的可見(jiàn)、紅外和紫外區(qū)域操作(接受、反射、傳送等)電磁輻射的微電子機(jī)械設(shè)備。在本文中，術(shù)語(yǔ)"缺陷"用作擦傷、污點(diǎn)、碎片、磨損、 沖擊損壞或其他任何對(duì)于臨界表面的損害的通稱(chēng)，所述缺陷抑制、防止、下降、 扭曲或以其他方式降低MEM設(shè)備的性能(相對(duì)于包含在外殼或封裝中且其臨界表面沒(méi)有這些缺陷的MEM設(shè)備)。另外，所述術(shù)語(yǔ)"外殼"和"封裝"以及相 似術(shù)語(yǔ)可替代使用，且指包含MEM設(shè)備的密封包封(enclosure)。此外，所述 術(shù)語(yǔ)"光"表示電磁光譜的可見(jiàn)、紅外和紫外區(qū)域的電磁輻射。在本文中，所 有大寫(xiě)字母表示的術(shù)語(yǔ)"圖(FIG)"和"各圖(FiGS)"指美國(guó)專(zhuān)利6856014B1 所公開(kāi)的附圖，而術(shù)語(yǔ)"附圖(Figure)"和"各附圖(Figures)"表示本發(fā) 明所附的附圖。在本文中，當(dāng)需要能透射光或光化輻射的接觸片材時(shí)，所述接 觸片材(無(wú)論是形成圖案或未形成圖案)由透射光或光化學(xué)輻射的材料制成。 這些透射性材料的例子包括聚合物材料，例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、聚碳 酸酯和玻璃。同樣地，當(dāng)需要透光壓力片材時(shí)，所述透光壓力片材由相似的透 光材料制成。MEM設(shè)備(例如用于投影系統(tǒng)中的那些)需要使用外殼或封裝來(lái)使所述設(shè) 備與能夠影響和/或降低所述設(shè)備的性能的物質(zhì)(例如濕氣、煙、化學(xué)物質(zhì)和其 他影響性能的物質(zhì))隔開(kāi)。通常，許多MEM設(shè)備形成在基材(例如硅片)上。 所述單個(gè)MEM設(shè)備使用選定尺寸且具有選定厚度的許多穿過(guò)所述厚度的孔和 通道的插入物片和蓋子片組合進(jìn)行包封，所述孔或通道由具有一定厚度的孔壁 或通道壁隔開(kāi)，具體參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US6856014B1，例如其圖l。所述蓋子片具有 不會(huì)粘合到所述插入物上的第一側(cè)或頂側(cè)和使用粘合試劑(例如粘合劑)粘合 到所述插入物的第二側(cè)或底側(cè)。所述插入物片具有用于粘合蓋子片的第一側(cè)或 頂側(cè)和用于粘合具有許多MEM設(shè)備的基材的第二側(cè)或底側(cè)，所述插入物的許多 孔從第一側(cè)穿過(guò)所述插入物的厚度延伸到所述第二側(cè)。因此，所述蓋子片的第 一側(cè)或頂側(cè)沒(méi)有粘合到所述插入物上，所述蓋子片的第二側(cè)或底側(cè)使用粘合試 劑(例如粘合劑)粘合到所述插入物第一或頂側(cè)；所述插入物的第二側(cè)或底側(cè) 粘合到具有MEM設(shè)備的基材上。所述蓋子片、插入物片和基材片粘合在一起， 以使所述基材上的MEM設(shè)備單獨(dú)密封在由所述基材、所述插入物的孔壁和蓋子 片限定的體積內(nèi)。在這樣密封這些單個(gè)設(shè)備后，可使用例如鋸切、劃線(xiàn)和折斷 的方法來(lái)分隔所述單個(gè)設(shè)備，具體如美國(guó)專(zhuān)利US6856014B1所述。對(duì)于投影系 統(tǒng)，例如投影電視(其基于使用許多微鏡來(lái)接受和投射圖像的MEM設(shè)備)，光 進(jìn)入和離開(kāi)的表面必須盡可能沒(méi)有缺陷，這樣接受和透射的任何圖像都沒(méi)有被扭曲。即，所述蓋子層的表面必須盡可能沒(méi)有缺陷。
在封裝所述MEM設(shè)備的過(guò)程中，從經(jīng)濟(jì)和便于制造考慮，所述蓋子片和插 入物片首先粘合在一起，然后將所得蓋子/插入物組合粘合到所述基材片上，這 樣所述插入物片就能位于所述蓋子片和所述基材片之間。附圖l描述了具有外
殼12 (所述外殼具有上部和下部(沒(méi)有顯示)，所述上部具有穿過(guò)所述上部的 開(kāi)口)和未形成圖案的接觸片材14的卡盤(pán)組件10。所述未形成圖案的接觸片材 14暴露于所述外殼12的上部之內(nèi)，所述暴露的區(qū)域是圓形區(qū)域A，其由垂直的 雙箭頭限定。所述未形成圖案的接觸片材12也在上述外殼12的上部和下部之間 延伸，這樣它可在使用過(guò)程中保持在所述外殼中。在使用過(guò)程中，蓋子片置于 所述未形成圖案的片材14的區(qū)域A，所述蓋子片使用粘合劑(其通常施加在要 粘合到所述蓋子片上的插入物片的表面上)粘合到所述插入物片上。在使用或 不使用光化輻照的條件下，通過(guò)于選定溫度向所述蓋子片和插入物片施加選定 壓力并保持選定時(shí)間進(jìn)行粘合，以使所述粘合劑滲透所述蓋子片和所述插入物 表面上的粘合區(qū)域中的微孔，以及使所述粘合劑固化或基本固化，從而將所述 插入物層粘合到所述蓋子層上，形成蓋子/插入物組合或單元。在一個(gè)實(shí)施方式 中，所述光化輻照是紫外輻照。所述蓋子片和插入物片由透光玻璃制成，特別 是透射可見(jiàn)光的玻璃，所述接觸片材由在0.3MPa或更低壓力下不粘合到玻璃的 任何材料制成。用于放置玻璃蓋子片以粘合到所述插入物的接觸片材用的較好 材料是特氟綸⑧。
盡管上述將所述插入物片粘合到所述蓋子片上的方法能夠很好地工作，但 是會(huì)在與所述未形成圖案的接觸片材接觸的所述蓋子片的臨界區(qū)域產(chǎn)生缺陷 例如擦傷和污點(diǎn)。這些可能由在制造過(guò)程中積累在所述接觸片材上的細(xì)小顆粒 造成的。因此，目前急需可用于所述粘合方法的其他方法或元件。
己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在粘合過(guò)程中使用形成有圖案的蓋子片材能夠基本上消除蓋子 片的缺陷。附圖2描述了具有外殼22 (所述外殼具有上部和下部(沒(méi)有顯示)， 所述上部具有穿過(guò)所述上部的開(kāi)口)和第一形成有圖案的接觸片材24的卡盤(pán)組 件20。所述第一形成有圖案的接觸片材24 (也稱(chēng)為"第一接觸片材")暴露于 所述外殼22的上部之內(nèi)，所述暴露區(qū)域是圓形區(qū)域Ap，區(qū)域Ap位于所述圓中， 且以交叉陰影線(xiàn)畫(huà)出的全部區(qū)域標(biāo)記為Ap。所述第一具有圖案的接觸片材具有 華夫餅干狀圖案的脊26 (由黑線(xiàn)表示)和井28。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)接 觸片材材料進(jìn)行CNC (計(jì)算機(jī)數(shù)控)切除來(lái)形成圖案，進(jìn)行切除，以使接觸片材材料保留在每個(gè)井的底部。所述第一接觸片材22也在上述卡盤(pán)20的框架22的 上部和下部之間延伸，這樣其可在使用過(guò)程中固定在所述卡盤(pán)框架中。整個(gè)接 觸片材可形成圖案，或者在一個(gè)實(shí)施方式中，僅所述第一接觸片材22暴露于區(qū) 域Ap中的一部分形成圖案，所述接觸片材的未形成圖案的部分位于所述外殼的 上部(陰影區(qū)域)之下。在使用過(guò)程中，蓋子片置于所述第一形成有圖案的片 材24的區(qū)域Ap中，所述蓋子片使用粘合劑(所述粘合劑通常施加到要粘合到所 述蓋子片上的插入物片的表面上)粘合到所述插入物片上?；蛘?，所述粘合劑 可施加到所述蓋子片中覆蓋所述第一形成有圖案的接觸片材的脊的區(qū)域。這樣 放置所述插入物片，以使所述插入物片的開(kāi)口端位于所述第一形成有圖案的接 觸片材的井的上方，且所述插入物的孔壁位于所述形成有圖案的接觸片材的脊 的上方。所述接觸片材的脊的尺寸等于或稍薄于所述插入物的孔壁尺寸，且所 述接觸片材的井的尺寸等于或稍大于所述插入物的孔尺寸。
附圖3描述了分開(kāi)形式的蓋子/插入物組合30，并描述了蓋子片40和插入物 60之間的粘合劑50的位置。所述插入物的"孔"是插入物60中光hv在使用過(guò)程 中穿過(guò)該部分到達(dá)MEM設(shè)備(例如投影儀)的這些部分。這些插入物60的孔壁 用兩兩連接的(例如用虛線(xiàn)表示)、形成有圖案的矩形67表示。插入物60與美 國(guó)專(zhuān)利US6856014B1所示圖1中的元件26類(lèi)似。附圖4描述了附圖3所示粘合的蓋 子/插入物組合30的單個(gè)孔。附圖4中的附圖標(biāo)記44表示與所述接觸片材保持接 觸的蓋子片40的側(cè)面，附圖標(biāo)記42表示粘合到所述插入物的側(cè)面。附圖4中附 圖標(biāo)記64表示用粘合劑50 (在附圖4中沒(méi)有用附圖標(biāo)記表示)粘合到所述蓋子 片側(cè)面42上的插入物60的側(cè)面，附圖標(biāo)記62表示要粘合到所述具有MEM設(shè)備的 基材上的插入物側(cè)面。
附圖5描述了蓋子片、粘合劑和所述插入物相對(duì)于所述形成有圖案的接觸 片材24的位置，形成有圖案的接觸片材24用深黑線(xiàn)表示，且表示形成有圖案的 蓋子片材24的井29和脊26 (也可參照附圖6)。所述臨界區(qū)域或窗口用附圖標(biāo) 記100表示(虛線(xiàn)，延伸通過(guò)插入物片60、蓋子片40延伸，并在形成有圖案的 接觸片材24的井24a的底部終止)。表面42、 44、 62和64如附圖4所述。附圖6 是與附圖4類(lèi)似的簡(jiǎn)化和倒置圖，且加入了在粘合過(guò)程中使用的特征元件。附 圖6和附圖4所示的形成有圖案的接觸片材24沒(méi)有附圖1和2所示的卡盤(pán)外殼12。
附圖6進(jìn)一步描述了透光性的第二接觸片材220和用于施加壓力P的透光性 壓力片材210，所述壓力P在粘合過(guò)程中施加到插入物60，且也可保護(hù)插入物腳
11的表面。所述第二接觸片材220和透光性壓力片材210用于保證在使用壓力將所 述插入物片粘合到所述蓋子片上時(shí)均勻地施加和分布?jí)毫?。片?10和220都是 透光性的，這樣可輻照固化的粘合劑可用于將所述蓋子片粘合到所述插入物片 上。片材210和220可由任何能透過(guò)光化輻照的材料制成，所述光化輻照用來(lái)固 化粘合所用的粘合劑。例如，片材210和220都可獨(dú)立地由二氧化硅、熱解法二 氧化硅、聚碳酸酯、丙烯酸酯或其他透射性材料制成。在一個(gè)較好的實(shí)施方式 中，第二接觸片材220是丙烯酸酯材料。在一個(gè)較好實(shí)施方式中，所述透光性 壓力片材210由熱解法二氧化硅制成。所述第二、透光性接觸片材220可形成圖 案或不形成圖案。附圖6描述了使用未形成有圖案的第二接觸片材220通過(guò)使用 粘合劑50將插入物片60粘合到蓋子片40上。當(dāng)使用形成有圖案的第二接觸片材 220時(shí)，所述圖案如關(guān)于接觸片材24 (所述第一接觸片材)所示。如上所述， 所述片材210用于保證在粘合過(guò)程中均勻分布粘合壓力。在使用過(guò)程中，所述 第二接觸片材與所述插入物片的第二側(cè)或底側(cè)保持接觸(所述插入物片的第一 側(cè)或頂側(cè)用于通過(guò)粘合劑粘合到所述蓋子片上)，所述壓力片材與所述第二接 觸片材保持接觸。此外，當(dāng)使用形成有圖案的接觸片材220時(shí)，所述第二接觸 片材220的脊和井與所述第一接觸片材24的脊和井對(duì)準(zhǔn)。
在將蓋子/插入物組合粘合到具有MEM設(shè)備的基材上的過(guò)程中，基于兩個(gè) 原因也可使用形成有圖案的透光性第二接觸片材(參見(jiàn)US6856014，圖l)。第 一，當(dāng)所述蓋子/插入物組合粘合到具有MEM設(shè)備的基材時(shí)，透光性的第三形 成有圖案的接觸片材可用于在該粘合過(guò)程中保護(hù)所述蓋子片40的臨界表面。由 于所述第三接觸片材可與所述蓋子/插入物組合的蓋子片的頂部保持接觸，希望 保護(hù)蓋子片40的臨界區(qū)域，防止擦傷、污點(diǎn)或其他可獲得的缺陷。使第二接觸 片材形成圖案以具有脊和井，并這樣放置所述第二接觸片材，以使所述第二接 觸片材的井與所述插入物的孔保持一致，使所述第二接觸片材的脊與所述插入 物的孔壁保持一致，所述第二蓋子片材不會(huì)在將蓋子/插入物組合粘合到具有 MEM設(shè)備的基材上時(shí)接觸所述蓋子層的臨界區(qū)域。與對(duì)于第一接觸片材的情況 一樣，所述第二接觸片材的脊的尺寸等于或稍薄于所述插入物孔壁的尺寸，所 述第二接觸片材的井的尺寸等于或稍大于所述插入物的孔尺寸。這保證所述第 二接觸片材不會(huì)與所述蓋子片的臨界區(qū)域接觸。當(dāng)所述蓋子/插入物組合使用可 輻照固化的粘合劑粘合到具有MEM設(shè)備的基材上時(shí)，所述輻照可穿過(guò)片材210 和220、蓋子片40和插入物60，以固化用于將蓋子/插入物組合粘合到所述基材上的粘合劑。因此，兩片蓋子片材的脊和井相互對(duì)準(zhǔn)，且包含MEM的基材和插
入物也適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，這樣，當(dāng)完成粘合時(shí)，所述MEM設(shè)備位于由所述蓋子、插 入物壁和所述基材限定的體積中。
附圖7描述了使用本發(fā)明形成有圖案的接觸片材的出人意料的優(yōu)點(diǎn)。如附 圖5所示，使用所述形成有圖案的接觸片材提高所述臨界區(qū)域或窗口100的平均 平坦度。使用附圖l所示的未形成有圖案的接觸片材粘合所述蓋子片和插入物 片，所得窗口的平均平坦度為77微米，且平坦度范圍為60-94微米。相反地，如 附圖2、 5和6所示，當(dāng)使用本發(fā)明的形成有圖案的接觸片材粘合所述蓋子片和 插入物片時(shí)，所得窗口的平均平坦度是57微米，且平坦度范圍為38-76微米。不 希望受到任何特定理論的限制，據(jù)信使用形成圖案的接觸片材使窗口區(qū)域在粘 合過(guò)程中產(chǎn)生了較少的彎曲，從而提高了窗口的平坦度。窗口平坦度對(duì)于保證 光在沒(méi)有扭曲的情況下傳送到MEM設(shè)備和離開(kāi)MEM設(shè)備來(lái)說(shuō)是很重要的。
盡管本發(fā)明已經(jīng)針對(duì)有限數(shù)量的實(shí)施方式進(jìn)行描述，但是本發(fā)明領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的基礎(chǔ)上可以理解也可以得到其他沒(méi)有離開(kāi) 本發(fā)明范圍的實(shí)施方式。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
1權(quán)利要求
1.一種使用粘合劑材料將蓋子片粘合到插入物片上的方法，所述方法包括以下步驟提供透過(guò)可見(jiàn)光的蓋子片、具有厚度和穿過(guò)該厚度的多個(gè)通道的插入物片以及粘合劑；提供具有形成有圖案的接觸片材的卡盤(pán)，所述形成有圖案的接觸片材具有華夫餅干狀圖案的多個(gè)脊和多個(gè)井；將所述蓋子片置于所述形成有圖案的接觸片材上；以及使用所述粘合劑將所述插入物片粘合到所述蓋子片上；其中所述插入物片置于所述蓋子片上，以使所述插入物通道壁的厚度對(duì)準(zhǔn)所述接觸片材的脊，所述插入物通道對(duì)準(zhǔn)所述接觸片材的井。
2. 如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于使所述粘合劑熱固化，以將所述蓋子 片粘合到所述插入物片上。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于使用光化輻射固化所述粘合劑，以將 所述蓋子片粘合到所述插入物片上。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于使用紫外輻射固化所述粘合劑，以將 所述蓋子片粘合到所述插入物片上。
5. —種使用粘合劑材料將蓋子片和插入物片粘合在一起的方法，所述方法至 少包括以下步驟提供具有形成有圖案的接觸片材的卡盤(pán)，所述形成有圖案的接觸片材具有多個(gè)脊和多個(gè)井；將蓋子片置于所述形成有圖案的接觸片材上；提供插入物片，所述插入物片具有厚度和穿過(guò)所述厚度的多個(gè)通道； 將粘合劑施加到要粘合到所述蓋子片上的插入物片表面上，或者將粘合劑施加到所述蓋子片的一定位置上，以使所述蓋子片上的粘合劑僅位于所述接觸片材的脊的上方，且不位于所述接觸片材的井的上方；使所述插入物片接觸所述蓋子片，以使要粘合到所述蓋子片上的插入物片的表面與所述接觸片材的脊對(duì)準(zhǔn)，以及使所述插入物的通道與所述接觸片材的井對(duì)準(zhǔn)；在使用或不使用光化輻照的條件下，于選定的溫度向所述蓋子片和所述插入 物片施加選定壓力并保持選定時(shí)間，以使所述粘合劑滲透所述蓋子片和所述插入物 片表面上相互粘合的位置處的微孔，以及使所述粘合劑固化或基本固化，以將所述 插入物層粘合到所述蓋子層上，形成蓋子/插入物單元；除去所述粘合的蓋子/插入物單元，使之不與所述形成有圖案的接觸片材接觸。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在除去所述粘合的蓋子/插入物單 元，使之不與所述形成有圖案的接觸片材接觸后，任選使用光化輻照進(jìn)一步固化所 述粘合劑。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在除去所述粘合的蓋子/插入物單 元，使之不與所述形成有圖案的接觸片材接觸后，任選使用紫外輻照進(jìn)一步固化所 述粘合劑。
8. —種使用粘合劑材料將蓋子片和插入物片粘合在一起的方法，所述方法至 少包括以下步驟提供具有形成有圖案的接觸片材的卡盤(pán)，所述形成有圖案的接觸片材具有多個(gè)脊和多個(gè)井；提供具有第一側(cè)和第二側(cè)的蓋子片；將所述蓋子片的第一側(cè)放置在所述形成有圖案的接觸片材上； 提供插入物片，所述插入物片具有第一側(cè)和第二側(cè)，并具有厚度，有多個(gè) 穿過(guò)該厚度的通道；將粘合劑施加到插入物片的第一側(cè)，或者將粘合劑施加到所述蓋子片的第 二側(cè)的一定位置，以使所述蓋子片上的粘合劑僅位于所述接觸片材的脊的上 方，且不位于所述接觸片材的井的上方；使所述插入物片的第一側(cè)與所述蓋子片的第二側(cè)接觸，以使要粘合到所述 蓋子片上的插入物片的表面與所述接觸片材的脊對(duì)準(zhǔn)，所述插入物的通道與所 述接觸片材的井對(duì)準(zhǔn)；放置第二透光性的形成有圖案的接觸片材，與所述插入物的第二側(cè)接觸；放置透光性的壓力片材，與所述第二接觸片材接觸；在使用或不使用光化輻照的條件下，于選定的溫度向所述蓋子片和所述插 入物片施加選定的壓力，且持續(xù)選定的時(shí)間，以使所述插入物層粘合到所述蓋 子層上，形成蓋子/插入物單元；以及除去所述壓力、第二接觸片材和壓力片材；除去粘合的蓋子/插入物單元，使之不與所述形成有圖案的接觸片材接觸， 獲得粘合的蓋子/插入物單元。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在施加所述選定壓力的過(guò)程中施加 所述光化輻照。
10. —種用于封裝微電子機(jī)械設(shè)備的外殼組件，所述微電子機(jī)械設(shè)備附著于具有微電子設(shè)備的基材上，所述外殼組件包括蓋子和具有厚度以及穿過(guò)該厚度的通道 的插入物，所述蓋子和插入物用粘合劑粘合在一起，形成蓋子/插入物組合，所述 蓋子具有透光的窗口區(qū)域，其中，當(dāng)所述蓋子/插入物組合粘合在一起時(shí)，所述蓋子的窗口區(qū)域的平坦度為38-76微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及在制造過(guò)程中保護(hù)臨界表面的形成有圖案的接觸片材以及一種使用形成有圖案的接觸片材將蓋子片粘合到插入物片上以形成蓋子/插入物組合或單元的方法，所述接觸片材具有華夫餅干狀圖案的許多脊和許多井，所述蓋子/插入物組合或單元可粘合到具有MEM設(shè)備的基材上，所述蓋子片、插入物片和基材一起形成MEM用的保護(hù)性封裝。使用形成有圖案的接觸片材在所述透光的窗口區(qū)域(臨界區(qū)域)形成更少的缺陷。令人吃驚的是，使用形成圖案的接觸片材也能在窗口形成相比使用未形成圖案的接觸片材形成的窗口更好的平坦度。
文檔編號(hào)B81C1/00GK101323428SQ20081012513
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者張軍紅, 王慶亞 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司