[实用新型]带腔体器件的气密封装结构

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及半导体封装技术领域，特别涉及带腔体器件的气密封装结 构。

【背景技术】

很多微机电系统MEMS(Micro-ElectroMechanicalSystem)器件均有可动 部件，需要封装提供腔体(Cavity)对其进行保护或腔体本身为功能实现的一部 分。为了保持腔体内的气体环境，这样就需要一个盖子(Cap)和基片来形成键 合(bonding)，常见的键合方式有直接键合(directwaferbonding)、阳极键合 (anodicbonding)、黏合剂键合(adhesivebonding)、金属键合、玻璃焊料键 合等。各种键合方式中，键合剂键合和金属键合得以广泛应用，其它键合方式 则由于工艺温度过高、表面粗糙度要求、材料特性等原因限制了其适用范围。

黏合剂键合适合于低工艺温度要求的器件，但其键合本身的气密能力有限， 无法保证器件长期寿命中的腔内气体压力和纯度。金属键合虽然可以提供良好 的气密性，但其工艺温度相对较高，在键合时会导致气体逃逸后腔体内压力不 足，影响器件的性能。

因为，有必要提出一种改进的方案来克服上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种带腔体器件的气密封装，其可以在获得较 高的腔体气体压力的同时，实现良好的气密性能。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种带 腔体的气密封装结构，其包括：键合层，其包括黏合剂密封结构和金属密封结 构；第一基板，其包括第一表面、与第一表面相对的第二表面；第二基板，其 包括第一表面、与第一表面相对的第二表面，第一基板的第一表面与第二基板 的第一表面通过所述键合层键合在一起；和，腔体，其位于第一基板和第二基 板之间且被所述黏合剂密封结构和所述金属密封结构分别围绕密封。

进一步的，所述黏合剂密封结构包括一圈或多圈，所述金属密封结构包括 一圈或多圈，每圈黏合剂密封结构围绕所述腔体，每圈金属密封结构密封围绕 所述腔体，所述黏合剂密封结构的键合温度低于所述金属密封结构的键合温度。

进一步的，所述第一基板的第一表面形成有凹槽，所述第二基板的第一表 面形成有对应的凹槽，第一基板的凹槽和第二基板对应的凹槽扣合，以形成所 述腔体；所述第一基板的第一表面形成有凹槽，第一基板的凹槽和第二基板的 部分第一表面扣合，以形成所述腔体；或所述第二基板的第一表面形成有凹槽， 第二基板的凹槽和第一基板的部分第一表面扣合，以形成所述腔体。

进一步的，所述腔体包括沿第一表面间隔分布的多个腔体单元；所述黏合 剂密封结构中有部分位于相邻两个腔体单元之间，以隔绝相邻两个腔体单元间 的气体流通。

进一步的，所述腔体内填充的气体为六氟化硫、二氧化碳、氙气、2,3,3,3- 四氟丙烯、HFC-125、丙烷中的至少一种；所述腔体内的压力为1bar-10bar。

进一步的，所述第一基板和第二基板的本体材料包括Glass、Si、Ge、GaAs、 InP、GaN、Al₂O₃、Cu、Al和KOVAR中的至少一种；所述金属密封结构的共 晶键合材料包括金-锡、铜-锡、金-硅、金-铟、金-锗、铝-锗、铅-锡和锡-银-铜 中的至少一种；

所述黏合剂密封结构的材料包含环氧树脂、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、 阻焊膜、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯、聚萘、碳氟化合物和丙烯 酸酯中的至少一种。

现有技术相比，本实用新型中气密封装结构的键合层包括密封围绕所述腔 体的黏合剂密封结构和金属密封结构，在制造时，先完成黏合剂键合形成黏合 剂密封结构，实现所述腔体内气体的临时密封，获得所需腔内气压；接下来完 成金属键合形成金属密封结构，以实现提供良好的气密性。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中 所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实 用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性 的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型中的气密封装结构的制造方法在一个实施例中的流程示 意图；