[发明专利]感测装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种感测装置及其制作方法，且特别是有关于一种利用气密滤片配合气密封层来密封壳体的排气孔的感测装置及其制作方法。

背景技术

一般而言，微机电感测装置内的感测元件应在所属的特定环境条件的感测腔体中作动，以确保感测元件稳定运作，并可得到精准的感测输出结果。基于不同感测装置的感测机制设计需求，用来容置感测元件的感测腔体内的环境条件亦随的变化。举例而言，有些感测装置需要考虑到感测元件的震动阻尼对振动频率与感测讯号杂讯比的效应，因此会将感测元件(例如谐振磁场感测器(resonant magnetic field sensor)、谐振器(resonator)、射频开关(RF switch)、微热辐射计(micro bolometer)或陀螺仪(gyroscope)等)设置在高负压或真空的气密腔体环境下来作动，以降低空气阻尼所造成的能量损耗。

现有感测装置大多是以回焊焊料或是沉积填充材料等方式来填实腔体的对外通道，以形成密封腔体。然而，此种方式容易导致填充材料沉积在感测元件上或污染腔体内部，而导致感测元件无法正常作动。而且，此类焊料或密封材料因结构松散，因而无法使密封腔体达到良好的密封性，也无法确保密封腔体内的环境条件。此外，由于此类焊料或密封材料会产生逸气(outgassing)现象，而导致腔体无法维持在0.1～10-4mbar压力范围内，而无法适用于高真空感测元件。为了解决因焊料或密封材料的逸气(outgassing)现象而导致的感测装置的腔体的真空度不足的问题，习知的方法是在感测装置的腔体内部设置吸气层(getter layer)以将感测装置的腔体中的多余气体分子锁住在吸气层中，以提高感测装置的腔体的真空度。然而，吸气层的加工复杂且成本昂贵。

发明内容

本发明提供一种感测装置，其具有高负压或真空的气密腔体环境以及良好的密封性，有利于腔体内的环境条件的控制，且感测装置的结构简单、制作容易，有助于增加制程良率，并且可降低制作成本。

本发明提出一种感测装置的制作方法，可制作出具有高负压或真空的气密腔体环境以及良好的密封性的感测装。而且本发明的制作方法制程简易，有助于增加制程良率，并且可降低制作成本。

本发明提出一种感测装置包括壳体、气密滤片、气密封层、感测元件。壳体包括排气孔，排气孔贯穿壳体的第一表面及第二表面。气密滤片至少覆盖部分排气孔，气密滤片具有剖面呈不规则曲线的通道，通道贯通气密滤片，且通道的宽度为数纳米至数百纳米。气密封层至少覆盖排气孔、部分气密滤片和部分通道。感测元件设置于壳体内。

本发明提出的感测装置更包括刚性支撑构件。刚性支撑构件设置于壳体与气密滤片之间，刚性支撑构件至少覆盖排气孔，且刚性支撑构件具有开口，开口贯通刚性支撑构件，且排气孔、通道和开口是相通。

在本发明的一实施例中，上述气密滤片设置于壳体的第一表面上。

在本发明的一实施例中，上述刚性支撑构件设置于壳体的第一表面上。

在本发明的一实施例中，上述气密滤片设置于壳体的第二表面上。

在本发明的一实施例中，上述刚性支撑构件设置于壳体的第二表面上。

在本发明的一实施例中，上述感测元件包括谐振磁场感测器、谐振器、射频开关、微热辐射计或陀螺仪。

在本发明的一实施例中，上述气密滤片的材质选自金属、陶瓷与聚合物的其中之一。

在本发明的一实施例中，上述排气孔设置于壳体的顶部或侧壁。

在本发明的一实施例中，上述壳体包括：第一基板；以及第二基板，其覆盖第一基板，其中第一基板与第二基板的至少其中之一具有凹陷部，而于第二基板与第一基板之间形成有腔体，其中排气孔设置于第二基板上，其中感测元件设置于腔体中。

在本发明的一实施例中，上述气密封层至少覆盖部分通道。

具体而言，本发明提出的感测装置的制作方法，包括下列步骤：于第一基板形成感测元件；于第二基板形成排气孔，排气孔贯穿第二基板的第一表面及第二表面；于第二基板上形成气密滤片，气密滤片具有剖面呈不规则曲线的通道，通道贯通气密滤片，且通道的宽度为数纳米至数百纳米；接合第二基板于第一基板上，其中第一基板与第二基板的的至少其中之一具有一凹陷部，而于第二基板与第一基板之间形成腔体；以及于第二基板上形成气密封层以密封腔体，其中气密封层至少覆盖排气孔、部分气密滤片和部分通道。