專(zhuān)利名稱(chēng)：晶圓級(jí)真空封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶圓級(jí)真空封裝方法，尤指一種在真空環(huán)境內(nèi)以晶圓旋涂方式涂布封裝材料，再經(jīng)切割成單獨(dú)的封裝個(gè)體的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)微結(jié)構(gòu)，如光電元件、射頻元件及微機(jī)電元件等，在封裝時(shí)是以單顆晶粒的方式封裝，如圖7所示，其是在一基座6上設(shè)有一微結(jié)構(gòu)61，再于該基座6上蓋合一封蓋62，該封蓋62內(nèi)具有一空間63，以供容納該基座6上的微結(jié)構(gòu)61，且該封蓋62底端的側(cè)邊開(kāi)設(shè)有一缺口621，以供將該封蓋62內(nèi)的空間63抽成真空狀態(tài)，再以點(diǎn)膠方式將該缺口621封閉，而完成封裝。
由于該封蓋62的缺口621開(kāi)在側(cè)邊，在點(diǎn)膠時(shí)須分別操作，無(wú)法同時(shí)點(diǎn)膠，因此不適用晶圓級(jí)的封裝方式，而且在點(diǎn)膠時(shí)，其點(diǎn)膠的量非常微小，容易造成點(diǎn)膠的量不易控制，而無(wú)法確實(shí)封閉住缺口621。
為此，而有另一種晶圓級(jí)的封裝方式，如圖8所示，其是在一晶圓片7上設(shè)置多數(shù)的微結(jié)構(gòu)71，再以黃光及蝕刻制程分別在各微結(jié)構(gòu)71上制作出封蓋72，且各該封蓋72的頂面分別開(kāi)設(shè)有孔洞721，以供將封蓋72內(nèi)的空間73抽成真空狀態(tài)，再以蒸鍍法在該封蓋72上鍍上一層封裝層74，以封閉該孔洞721，再經(jīng)切割成單顆的晶粒，而完成封裝。
前述的封裝方式，雖可以晶圓級(jí)方式封裝，以增加封裝制程的效率，但是在開(kāi)設(shè)該封蓋72上的孔洞721時(shí)，必須將孔洞721控制在1～2微米或是更小的尺寸，否則在蒸鍍封裝層74時(shí)，其蒸鍍材料的微粒無(wú)法填滿該孔洞721，造成無(wú)法封閉住該孔洞721，如此一來(lái)，需以高階的制程來(lái)開(kāi)設(shè)該微小的孔洞721，而造成封裝的成本增加。
再者，在蒸鍍封裝層74時(shí)，其蒸鍍材料為一般的金屬，因此所鍍上的封裝層74，例如鋁膜，其對(duì)抵抗環(huán)境侵蝕的效果較差，而且在蒸鍍時(shí)，其蒸鍍材料的金屬微粒沉積在該封蓋72上時(shí)，會(huì)有些許的金屬微粒由孔洞721落入封蓋72內(nèi)，而沉積在微結(jié)構(gòu)71上，進(jìn)而影響到微結(jié)構(gòu)71的效能，造成品質(zhì)不良除此，在蝕刻制程去除微結(jié)構(gòu)71周?chē)臓奚鼘訒r(shí)，由于封蓋72與微結(jié)構(gòu)71之間的犧牲層厚度有限，蝕刻液流動(dòng)性不佳，造成其蝕刻的效果不易控制，無(wú)法確實(shí)去除微結(jié)構(gòu)71周?chē)臓奚鼘?，而影響微結(jié)構(gòu)71的效能，造成制程良率的降低。
故，對(duì)于已知微結(jié)構(gòu)的封裝方式，無(wú)論是在結(jié)構(gòu)上及在制程上所產(chǎn)生的缺失，仍有待改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于解決上述的問(wèn)題而提供一種晶圓級(jí)真空封裝方法，其主要是提供一片晶圓形狀的基板及一片晶圓形狀的封蓋，先于該基板的一面固置有多數(shù)的微結(jié)構(gòu)元件，并以內(nèi)連線方式將連接該微結(jié)構(gòu)元件的內(nèi)連線導(dǎo)至該基板的底部，再將該封蓋對(duì)準(zhǔn)蓋合并固定于該基板具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件的一面，并使該封蓋與該基座對(duì)應(yīng)各該微結(jié)構(gòu)元件之間分別具有一空間，以供分別容納各該微結(jié)構(gòu)元件，且使該封蓋相對(duì)蓋合該基座的一面，在對(duì)應(yīng)各該空間的位置分別開(kāi)設(shè)至少一貫穿孔，以供連通該空間，而完成一封裝結(jié)構(gòu)，再將封裝結(jié)構(gòu)置入一真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行涂布封裝材料，利用真空環(huán)境使該基板與該封蓋間的各該空間經(jīng)該貫穿孔達(dá)到真空狀態(tài)，再于該封蓋具有貫穿孔的一面均勻涂布封裝材料，使封裝材料填滿各該貫穿孔，以供封閉各該貫穿孔，使各該空間內(nèi)的微結(jié)構(gòu)元件位于一真空狀態(tài)，再將已均勻涂布封裝材料的封裝結(jié)構(gòu)，利用熟化裝置將涂布于該封蓋的封裝材料熟化，以固定該封裝材料，再將封裝材料已熟化的封裝結(jié)構(gòu)，沿各該空間的四周切割，以完成一顆一顆單顆的封裝晶粒。
由于該基板及該封蓋為晶圓形狀且該封蓋對(duì)應(yīng)容納微結(jié)構(gòu)元件的空間的頂面開(kāi)設(shè)有貫穿孔，而可將容納多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件的各空間同時(shí)抽取真空，并利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式將封裝材料均勻涂布于封蓋頂面，而可一次將多數(shù)的貫穿孔封閉，完成晶圓級(jí)的封裝，而達(dá)到制程簡(jiǎn)單并降低制程成本的功效。
本發(fā)明的另一目的，在于涂布封裝材料時(shí)，是整面涂布于封蓋頂面，其涂布量容易控制，而且藉由封裝材料本身的粘滯性及其與貫穿孔之間的表面張力作用，容許該貫穿孔可以具有較大的孔徑，使該貫穿孔不用控制在1～2微米的大小，使制程簡(jiǎn)化。
本發(fā)明之再一目的，在于封裝材料封閉貫穿孔時(shí)，因封裝材料的粘滯性及表面張力的作用，而不會(huì)由貫穿孔滴落至微結(jié)構(gòu)元件上，可增加制程的良率；此外，低溫的封裝材料熟化過(guò)程也可以減少溫度效應(yīng)對(duì)微結(jié)構(gòu)元件的性能的影響。
本發(fā)明的上述及其他目的與優(yōu)點(diǎn)，不難從下述所選用實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明與附圖中，獲得深入了解。
當(dāng)然，本發(fā)明在某些零件上，或零件的安排上容許有所不同，但所選用的實(shí)施例，則于本說(shuō)明書(shū)中，予以詳細(xì)說(shuō)明，并于附圖中展示其構(gòu)造。


圖1是本發(fā)明封裝方法的流程圖。
圖2是本發(fā)明封裝方法的流程示意圖。
圖3是本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)制程的示意圖。
圖4是本發(fā)明封裝制程的示意圖。
圖5是本發(fā)明制作基板第二實(shí)施例的示意圖。
圖6是本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)第二實(shí)施例的示意圖。
圖7是常用封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8是另一常用封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
(常用部分)基座6微結(jié)構(gòu)61封蓋62 缺口621空間63 晶圓片7微結(jié)構(gòu)71 封蓋72孔洞721 空間73封裝層74(本發(fā)明部分)封裝結(jié)構(gòu)制程1封裝結(jié)構(gòu)1A、1B基板11、11B 穿孔111、111B封蓋12、12B 蝕刻保護(hù)層112、121蝕刻區(qū)域113、122 微結(jié)構(gòu)元件13、13B內(nèi)連線14、14B空間15、15B底面151 貫穿孔16、16B封裝制程2封裝材料21熟化制程3熟化裝置31切割制程4真空涂布裝置5腔室51 真空幫浦52旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53 馬達(dá)54
封裝材料噴口55封裝材料輸送管56控制平臺(tái)57請(qǐng)參閱圖1至圖3，圖中所示為本發(fā)明所選用的實(shí)施例結(jié)構(gòu)，此僅供說(shuō)明之用，在專(zhuān)利申請(qǐng)上并不受此種結(jié)構(gòu)的限制。
本發(fā)明為一種晶圓級(jí)真空封裝方法，其包括下列步驟封裝結(jié)構(gòu)制程1其是提供一片晶圓形狀的基板11及一片晶圓形狀的封蓋12，該基板11及該封蓋12可選用硅、玻璃、陶瓷等材質(zhì)，先于該基板11的一面固置有多數(shù)以微機(jī)電技術(shù)或半導(dǎo)體制程等制作的微元件，如光電元件、射頻元件及微機(jī)電元件等的微結(jié)構(gòu)元件13，并以內(nèi)連線方式將連接該微結(jié)構(gòu)元件13的內(nèi)連線(interconnect)14導(dǎo)至該基板11的底部，再將該封蓋12蓋合并固定于該基板11具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件13的一面，并使該封蓋12與該基座11對(duì)應(yīng)各該微結(jié)構(gòu)元件13之間分別具有一空間15，以供分別容納各該微結(jié)構(gòu)元件13，且使該封蓋12相對(duì)蓋合該基座11的一面，在對(duì)應(yīng)各該空間15的位置分別開(kāi)設(shè)至少一貫穿孔16，以供連通該空間15，而完成一封裝結(jié)構(gòu)1A。
在本實(shí)施例中，是選用一片晶圓形狀的(100)單晶硅晶片為基板11，以蝕刻方式，如圖3所示，于該基板11對(duì)應(yīng)各該微結(jié)構(gòu)13元件的位置分別蝕刻出二穿孔111，再于各該穿孔111內(nèi)，利用微電鑄成型的方式制作金屬內(nèi)連線14，或是將錫球、錫膏以及導(dǎo)電膠等的導(dǎo)電材料分別填入各該穿孔111內(nèi)制作內(nèi)連線14；其中，若以錫球、錫膏以及導(dǎo)電膠等的導(dǎo)電材料填入的方式制作內(nèi)連線14，則需將該基板11置于烤箱內(nèi)加溫，利用回镕(Reflow)的機(jī)制，使導(dǎo)電材料固化成型于各該穿孔111內(nèi)，以完成該基板11的內(nèi)連線14，再將多數(shù)已制作好的微機(jī)電元件的微結(jié)構(gòu)元件13分別固置于各該穿孔111上，并以打線或覆晶的接合方法，直接與各該穿孔111內(nèi)的內(nèi)連線14做接合；之后，再選用一片晶圓形狀的(100)單晶硅晶片為封蓋12，將該封蓋12置于爐管內(nèi)，以熱氧化的方式于該封蓋12的表面與底面分別成長(zhǎng)一層二氧化硅(或沉積一層氮化硅)，作為蝕刻保護(hù)層121，再利用微影制程定義該封蓋12的表面與底面的蝕刻區(qū)域122，并經(jīng)由濕蝕刻(BOE)或干蝕刻(RIE)的方式去除蝕刻區(qū)域122的保護(hù)層121，使蝕刻區(qū)域122裸露在外，再利用非等向性濕蝕刻(KOH)的方式，將蝕刻區(qū)域122蝕刻至一定深度，以供在該封蓋12的表面形成多數(shù)的貫穿孔16及同時(shí)在底面對(duì)應(yīng)該貫穿孔16形成多數(shù)凹陷的空腔，以形成該空間15；之后，再將該封蓋12以具有多數(shù)空間15的面對(duì)齊蓋合于該基板11具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件13的一面，使各該微結(jié)構(gòu)元件13分別容納于各該空間15內(nèi)，再以接著層接合(Adhesive Bonding)技術(shù)于該封蓋12及該基板11的接合處填入以發(fā)展微機(jī)電技術(shù)為主的材料，如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy Resin)、聚亞酰胺(Polyimide)、硅樹(shù)脂(Silicone)、BCB(Benzocy-Clobutene)、光阻劑等封膠材料及各類(lèi)有機(jī)材料，而完成一封裝結(jié)構(gòu)1A；此外，亦可透過(guò)焊錫接合(Solder Bonding)、共晶接合(Eutectic Bonding)以及覆晶接合(Flip-Chip Bonding)等方法，將該封蓋12與該基板11相互接合。
封裝制程2其是將已相互接合的基板11與封蓋12的封裝結(jié)構(gòu)1A置入一真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行涂布封裝材料，利用真空環(huán)境使該基板11與該封蓋12間的各該空間15經(jīng)該貫穿孔16達(dá)到真空狀態(tài)，再于真空環(huán)境內(nèi)將該封蓋12具有貫穿孔16的一面均勻涂布一層封裝材料21，使封裝材料21填滿各該貫穿孔16，以供封閉各該貫穿孔16，使各該空間15內(nèi)的微結(jié)構(gòu)元件13位于一真空狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，如圖4所示，是將該封裝結(jié)構(gòu)1A置入一真空涂布裝置5內(nèi)，該真空涂布裝置5具有一腔室51，該腔室51是由一真空幫浦52抽取成真空狀態(tài)，且該腔室51內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53，該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53系由一馬達(dá)54帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，另，該腔室51內(nèi)對(duì)應(yīng)該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53的上方設(shè)有一封裝材料噴口55，該封裝材料噴口55連接一封裝材料輸送管56，該封裝材料輸送管56是由一控制平臺(tái)57控制封裝材料21輸送至封裝材料噴口55，且該控制平臺(tái)57并控制該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53的旋轉(zhuǎn)，藉此，將該封裝結(jié)構(gòu)1A置入該腔室51內(nèi)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53上，利用該真空幫浦52將該腔室抽取成真空狀態(tài)，該封裝結(jié)構(gòu)1A內(nèi)的各該空間15會(huì)經(jīng)該貫穿孔16達(dá)到真空狀態(tài)，再經(jīng)該控制平臺(tái)57控制該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53旋轉(zhuǎn)及控制該封裝材料噴口55噴涂出適量的封裝材料21于該封蓋12具有貫穿孔16的一面，利用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)53帶動(dòng)該封裝結(jié)構(gòu)1A旋轉(zhuǎn)的離心力，使封裝材料21均勻涂布一層于該封蓋12的表面，以填補(bǔ)該封蓋12上的各該貫穿孔16，以封閉各該貫穿孔16，使各該空間15內(nèi)的微結(jié)構(gòu)元件13位于一真空狀態(tài)。
熟化制程3其是將已均勻涂布封裝材料21的封裝結(jié)構(gòu)1A，利用熟化裝置31將涂布于該封蓋12的封裝材料21熟化，以固定該封裝材料21，使該封裝材料21不會(huì)脫落。
在本實(shí)施例中，須視不同的封裝材料21選用不同的熟化裝置31，若該封裝材料21為UV膠時(shí)，該熟化裝置31為具有紫外線照射的裝置，利用紫外線照射UV膠的封裝材料21，使UV膠的封裝材料21凝固，完成熟化制程；若該封裝材料21為光阻或高分子材料時(shí)，該熟化裝置31為具有加熱功能的裝置，以加熱方式使光阻或高分子材料的封裝材料21固化，完成熟化制程。
切割制程4其是將封裝材料21已熟化的封裝結(jié)構(gòu)1A，沿各該空間15的四周切割，以完成一顆一顆單顆的封裝晶粒。
由上述可知，本發(fā)明的晶圓級(jí)真空封裝方法，其主要是提供一片晶圓形狀的基板11及一片晶圓形狀的封蓋12，先于該基板11的一面固置有多數(shù)的微結(jié)構(gòu)元件，并以內(nèi)連線方式將連接該微結(jié)構(gòu)元件13的內(nèi)連線14導(dǎo)至該基板11的底部，再將該封蓋12蓋合并固定于該基板11具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件13的一面，并使該封蓋12與該基座11對(duì)應(yīng)各該微結(jié)構(gòu)元件13之間分別具有一空間15，以供分別容納各該微結(jié)構(gòu)元件13，且使該封蓋12相對(duì)蓋合該基座11的一面，在對(duì)應(yīng)各該空間15的位置分別開(kāi)設(shè)至少一貫穿孔16，以供連通該空間15，而完成一封裝結(jié)構(gòu)1A，再將封裝結(jié)構(gòu)1A置入一真空環(huán)境內(nèi)以涂布封裝材料，利用真空環(huán)境使該基板11與該封蓋12間的各該空間15經(jīng)該貫穿孔16達(dá)到真空狀態(tài)，再于該封蓋12具有貫穿孔16的一面均勻涂布封裝材料21，使封裝材料21填滿各該貫穿孔16，以供封閉各該貫穿孔16，使各該空間15內(nèi)的微結(jié)構(gòu)元件13位于一真空狀態(tài)，再將已均勻涂布封裝材料21的封裝結(jié)構(gòu)1A，利用熟化裝置31將涂布于該封蓋12的封裝材料21熟化，以固定該封裝材料21，使該封裝材料21不會(huì)脫落，再將封裝材料21已熟化的封裝結(jié)構(gòu)1A，沿各該空間15的四周切割，以完成一顆一顆單顆的封裝晶粒。
由于該基板及該封蓋為晶圓形狀且該封蓋對(duì)應(yīng)容納微結(jié)構(gòu)元件的空間的頂面開(kāi)設(shè)有貫穿孔，而可將容納多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件的各空間同時(shí)抽取真空，并利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式將封裝材料均勻涂布于封蓋頂面，而可一次將多數(shù)的貫穿孔封閉，完成晶圓級(jí)的封裝，而達(dá)到制程簡(jiǎn)單并降低制程成本的功效。
再者，在涂布封裝材料時(shí)，是整面涂布于封蓋頂面，其涂布量容易控制，且藉由封裝材料本身的粘滯性及其與貫穿孔之間的表面張力作用，容許該貫穿孔可以具有較大的孔徑，使得該貫穿孔不用控制在1～2微米的大小，使制程簡(jiǎn)化。
除此，在封裝材料封閉貫穿孔時(shí)，因封裝材料的粘滯性與表面張力而不會(huì)由貫穿孔滴落至微結(jié)構(gòu)元件上，可增加制程的良率。
另外，基板及封蓋選用具高導(dǎo)熱性的硅材料時(shí)，其微結(jié)構(gòu)元件運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的熱能，可由基板及封蓋散逸，而可提供較佳的散熱效果，使微結(jié)構(gòu)元件的運(yùn)作效率提升。
當(dāng)然，本發(fā)明有許多實(shí)施例，如圖5及圖6所示，是本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中，在封裝結(jié)構(gòu)制程中，是選用一片晶圓形狀的(100)單晶硅晶片為基板11B，將該基板11B置于爐管內(nèi)，以熱氧化的方式于該基板11B的表面與底面分別成長(zhǎng)一層二氧化硅(或沉積一層氮化硅)，作為蝕刻保護(hù)層112，再利用微影制程定義該基板11B的表面與底面的蝕刻區(qū)域113，并經(jīng)由濕蝕刻(BOE)或干蝕刻(RIE)的方式去除蝕刻區(qū)域113的保護(hù)層112，使蝕刻區(qū)域113裸露在外，再利用非等向性濕蝕刻(KOH)的方式，將蝕刻區(qū)域113蝕刻至一定深度，以供在該基板11B內(nèi)同時(shí)成形多數(shù)排列的空腔，以形成各該空間15B，并同時(shí)在各該空間15B的底面151分別成形二穿孔111B，再于各該穿孔111B內(nèi)，利用微電鑄成型的方式制作金屬內(nèi)連線，或是將錫球、錫膏以及導(dǎo)電膠等的導(dǎo)電材料分別填入各該穿孔111B內(nèi)制作內(nèi)連線。其中，若以錫球、錫膏以及導(dǎo)電膠等的導(dǎo)電材料填入的方式制作內(nèi)連線，則需將該基板11置于烤箱內(nèi)加溫，利用回镕(Reflow)的機(jī)制，使導(dǎo)電材料固化成型于各該穿孔111B，以完成該基板11B的內(nèi)連線14B，再將多數(shù)已制作好的微機(jī)電元件的微結(jié)構(gòu)元件13B分別固置于各該空間15B的穿孔111B上，并以打線或覆晶接合的方法，直接與各該穿孔111B內(nèi)的內(nèi)連線14B做接合；之后，再選用一片晶圓形狀的玻璃為封蓋12B，并于該封蓋12B上開(kāi)設(shè)多數(shù)的貫穿孔16B，再將該封蓋12B對(duì)齊蓋合于該基板11B具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件13B的一面并相互接合，而完成一封裝結(jié)構(gòu)1B。
第二實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)1B，同樣可經(jīng)封裝制程及熟化制程完成晶圓級(jí)封裝，而同樣達(dá)到制程簡(jiǎn)單并降低制程成本的功效。
另外，本發(fā)明的封蓋可選用硅晶片或玻璃來(lái)制作外，亦可利用微制程在基板上制作封蓋。
以上所述實(shí)施例的揭示是用以說(shuō)明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明，故舉凡數(shù)值的變更或等效元件的置換仍應(yīng)隸屬本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種晶圓級(jí)真空封裝方法，其包括下列步驟封裝結(jié)構(gòu)制程，其是提供一基板及一封蓋，先于該基板的一面固置有多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件，并以內(nèi)連線方式將連接該微結(jié)構(gòu)元件的內(nèi)連線導(dǎo)至該基板的底部，再將該封蓋蓋合并固定于該基板具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件的一面，并使該封蓋與該基座對(duì)應(yīng)各該微結(jié)構(gòu)元件之間分別具有一空間，以供分別容納各該微結(jié)構(gòu)元件，且使該封蓋相對(duì)蓋合該基座的一面，在對(duì)應(yīng)各該空間的位置分別開(kāi)設(shè)至少一貫穿孔，以供連通該空間，而完成一封裝結(jié)構(gòu)；封裝制程，其是將已相互接合的基板與封蓋的封裝結(jié)構(gòu)置入一真空環(huán)境內(nèi)進(jìn)行涂布封裝材料，利用真空環(huán)境使該基板與該封蓋間的各該空間經(jīng)該貫穿孔達(dá)到真空狀態(tài)，再于真空環(huán)境內(nèi)將該封蓋具有貫穿孔的一面均勻涂布一層封裝材料，使封裝材料填滿各該貫穿孔，以供封閉各該貫穿孔，使各該空間內(nèi)的微結(jié)構(gòu)元件位于一真空狀態(tài)；熟化制程，其是將已均勻涂布封裝材料的封裝結(jié)構(gòu)，利用熟化裝置將涂布于該封蓋的封裝材料熟化，以固定該封裝材料，使該封裝材料不會(huì)脫落。
2.依權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于在封裝結(jié)構(gòu)制程中，是提供一片晶圓形狀的基板及封蓋，且該基板及該封蓋是選用硅、玻璃、陶瓷其中之一材質(zhì)，而該微結(jié)構(gòu)元件是以微機(jī)電技術(shù)及半導(dǎo)體制程其中之一制作光電元件、射頻元件及微機(jī)電元件其中之一。
3.依權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于在封裝結(jié)構(gòu)制程中，是選用一片晶圓形狀的(100)單晶硅晶片為基板，以蝕刻方式，于該基板對(duì)應(yīng)各該微結(jié)構(gòu)元件的位置分別蝕刻出數(shù)個(gè)穿孔，再于各該穿孔內(nèi)利用微電鑄成型及分別填入導(dǎo)電材料再回镕成型其中之一的成型方式，以完成該基板的內(nèi)連線，再將多數(shù)已制作好的微機(jī)電元件的微結(jié)構(gòu)元件分別固置于各該穿孔上，并利用打線及覆晶接合其中之一的方式，直接與各該穿孔內(nèi)的內(nèi)連線做接合；之后，再選用一片晶圓形狀的(100)單晶硅晶片為封蓋，將該封蓋置于爐管內(nèi)，以熱氧化的方式于該封蓋的表面與底面分別成長(zhǎng)一層二氧化硅，作為蝕刻保護(hù)層，再利用微影制程定義該封蓋的表面與底面的蝕刻區(qū)域，并經(jīng)由濕蝕刻及干蝕刻其中之一的方式去除蝕刻區(qū)域的保護(hù)層，使蝕刻區(qū)域裸露在外，再利用非等向性濕蝕刻的方式，將蝕刻區(qū)域蝕刻至一定深度，以供在該封蓋的表面形成多數(shù)的貫穿孔及同時(shí)在底面對(duì)應(yīng)該貫穿孔形成多數(shù)凹陷的空腔，以形成該空間；之后，再將該封蓋以具有多數(shù)空間的面對(duì)齊蓋合于該基板具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件的一面，使各該微結(jié)構(gòu)元件分別容納于各該空間內(nèi)，再將該封蓋與該基板相互接合，而完成該封裝結(jié)構(gòu)。
4.依權(quán)利要求3所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于內(nèi)連線的制作方式，利用電鑄鎳成型的金屬材料可為銅、鎳、錫及金其中之一。
5.依權(quán)利要求3所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于內(nèi)連線的制作方式，利用回镕成型的導(dǎo)電材料可為錫球、錫膏及導(dǎo)電膠其中之一。
6.依權(quán)利要求3所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于該封蓋與該基板的接合是以接著層接合、焊錫接合、共晶接合、打線接合以及覆晶接合其中之一方法接合。
7.依權(quán)利要求3所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于該基板與該封蓋的接合處填入環(huán)氧樹(shù)脂、聚亞酰胺、硅樹(shù)脂、BCB、光阻劑等封膠材料及各類(lèi)有機(jī)材料其中之一。
8.依權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于在封裝結(jié)構(gòu)制程中，是選用一片晶圓形狀的(100)單晶硅晶片為基板，將該基板置于爐管內(nèi)，以熱氧化的方式于該基板的表面與底面分別成長(zhǎng)一層二氧化硅，作為蝕刻保護(hù)層，再利用微影制程定義該基板的表面與底面的蝕刻區(qū)域，并經(jīng)由濕蝕刻及干蝕刻其中之一的方式去除蝕刻區(qū)域的保護(hù)層，使蝕刻區(qū)域裸露在外，再利用非等向性濕蝕刻的方式，將蝕刻區(qū)域蝕刻至一定深度，以供在該基板內(nèi)同時(shí)成形多數(shù)排列的空腔，以形成各該空間，并同時(shí)在各該空間的底面分別成形數(shù)個(gè)穿孔，再于各該穿孔內(nèi)利用微電鑄成型或是分別填入導(dǎo)電材料再回镕成型其中之一的成型方式，以完成該基板的內(nèi)連線，再將多數(shù)已制作好的微機(jī)電元件的微結(jié)構(gòu)元件分別固置于各該空間之穿孔上，并以打線或覆晶接合其中之一的方法，直接與各該穿孔內(nèi)的內(nèi)連線做接合；之后，再選用一片晶圓形狀的玻璃為封蓋，并于該封蓋上開(kāi)設(shè)多數(shù)的貫穿孔，再將該封蓋對(duì)齊蓋合于該基板具多數(shù)微結(jié)構(gòu)元件的一面并相互接合，而完成該封裝結(jié)構(gòu)。
9.依權(quán)利要求8所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于內(nèi)連線的制作方式，利用電鑄鎳成型的金屬材料可為銅、鎳、錫及金其中之一，利用回镕成型的導(dǎo)電材料可為錫球、錫膏及導(dǎo)電膠其中之一。
10.依權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于在封裝制程中，是將該封裝結(jié)構(gòu)置入一真空涂布裝置內(nèi)，以抽取真空并涂布封裝材料，該真空涂布裝置具有一腔室，該腔室是由一真空幫浦抽取成真空狀態(tài)，且該腔室內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)是由一馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，另，該腔室內(nèi)對(duì)應(yīng)該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上方設(shè)有一封裝材料噴口，該封裝材料噴口系連接一封裝材料輸送管，該封裝材料輸送管是由一控制平臺(tái)控制封裝材料輸送至封裝材料噴口，且該控制平臺(tái)并控制該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。
11.依權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于該封裝材料為UV膠、光阻及高分子材料其中之一。
12.依權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)真空封裝方法，其特征在于在熟化制程中，該熟化裝置為具有紫外線照射以及具有加熱功能的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶圓級(jí)真空封裝方法，其主要是在一基板上固置有多數(shù)的微結(jié)構(gòu)元件，并以內(nèi)連線方式將連接微結(jié)構(gòu)元件的內(nèi)連線導(dǎo)至基板的底部，再將一封蓋固定于基板上，并使封蓋與基座對(duì)應(yīng)各微結(jié)構(gòu)元件之間分別具有一空間，且使封蓋在對(duì)應(yīng)各空間的位置分別開(kāi)設(shè)至少一貫穿孔，以供連通空間，而完成一封裝結(jié)構(gòu)，再將封裝結(jié)構(gòu)置入一真空環(huán)境內(nèi)以涂布封裝材料，利用真空環(huán)境使封裝結(jié)構(gòu)的各空間經(jīng)貫穿孔達(dá)到真空狀態(tài)，再于封蓋上均勻涂布一層封裝材料，使封裝材料填滿各貫穿孔，以供封閉各貫穿孔，使各空間內(nèi)的微結(jié)構(gòu)元件位于一真空狀態(tài)，再將封裝材料熟化，再經(jīng)切割而完成一顆一顆單顆的封裝晶粒。
文檔編號(hào)H01L21/50GK1933116SQ20051010294
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者鄒慶福, 李鴻忠 申請(qǐng)人:鄒慶福