本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝，具體涉及一種光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、mems(微電子機(jī)械)器件由于結(jié)構(gòu)脆弱，一般都需要進(jìn)行氣密性封裝，以確保mems結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，功能可靠。尤其是特殊的器件，如mems紅外器件、mems加速度計(jì)、mems陀螺儀等，需要通入保護(hù)氣體封裝，甚至真空封裝。為了進(jìn)一步降低封裝成本，主流封裝方式為晶圓級(jí)封裝，將芯片與窗片整片鍵合后劃片得到單個(gè)芯片，但常規(guī)晶圓級(jí)封裝上層窗片受限于刻蝕工藝，窗片內(nèi)部腔體刻蝕深度有限，導(dǎo)致窗片與芯片之間的腔體距離較小，無(wú)法在低成本的同時(shí)滿足高性能的要求。

2、典型的光學(xué)器件晶圓級(jí)封裝后的單個(gè)芯片結(jié)構(gòu)如圖1所示，上層窗片1和底層芯片4通過(guò)焊料層2氣密焊接；窗片1與芯片3之間距離受限于窗片1下表面的腔體刻蝕深度，間距較小，因而成像效果易受窗片1表面缺陷影響造成成品不良；并且窗片1四邊裸露無(wú)保護(hù)，存在封裝過(guò)程易被損壞風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)窗片1面積較大成本較高，晶圓級(jí)封裝窗片材料可選空間有限，無(wú)法滿足高性能芯片的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，至少可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的部分缺陷。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，包括窗片、芯片和過(guò)渡環(huán)，所述過(guò)渡環(huán)設(shè)于所述芯片上表面，且所述過(guò)渡環(huán)與所述芯片圍合形成頂部開(kāi)口的封裝腔體，所述窗片嵌裝連接于所述過(guò)渡環(huán)上，且所述窗片密封所述封裝腔體的開(kāi)口。

4、進(jìn)一步的，所述封裝腔體內(nèi)設(shè)有吸氣劑，所述吸氣劑與所述芯片的敏感區(qū)之間設(shè)有用于阻隔吸氣劑熱輻射到芯片敏感區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)。

5、進(jìn)一步的，所述隔離結(jié)構(gòu)為設(shè)置于所述過(guò)渡環(huán)壁體內(nèi)的隔離腔室，所述隔離腔室與所述封裝腔體相連通，所述吸氣劑置于所述隔離腔室內(nèi)。

6、進(jìn)一步的，所述隔離腔室為由第一豎直段、第一水平段和第二豎直段圍合形成的倒u型結(jié)構(gòu)，所述第二豎直段底部與所述芯片連接。

7、進(jìn)一步的，所述窗片的頂部不高于所述過(guò)渡環(huán)的頂部。

8、進(jìn)一步的，所述過(guò)渡環(huán)上與所述窗片連接的側(cè)壁處為l型結(jié)構(gòu)，所述窗片置于l型結(jié)構(gòu)的水平段。

9、進(jìn)一步的，上述光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)還包括用于電激活所述吸氣劑的導(dǎo)通元件，所述導(dǎo)通元件一端貫穿所述過(guò)渡環(huán)延伸至所述封裝腔體內(nèi)，所述吸氣劑焊接于所述導(dǎo)通元件端部，所述導(dǎo)通元件與所述過(guò)渡環(huán)之間填充絕緣材料層。

10、進(jìn)一步的，上述光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)還包括用于電激活所述吸氣劑的導(dǎo)通元件，所述過(guò)渡環(huán)上對(duì)應(yīng)所述導(dǎo)通元件安裝位置的內(nèi)外表面分別設(shè)置有腔內(nèi)金屬墊片和表面金屬鍍層，所述導(dǎo)通元件端部焊接于所述表面金屬鍍層上，所述吸氣劑焊接于所述腔內(nèi)金屬墊片上，所述腔內(nèi)金屬墊片和表面金屬鍍層之間電連接。

11、進(jìn)一步的，所述過(guò)渡環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有消光結(jié)構(gòu)件。

12、進(jìn)一步的，所述消光結(jié)構(gòu)件為吸光膜層、粗糙表面結(jié)構(gòu)層或臺(tái)階結(jié)構(gòu)中的至少一種。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

14、(1)本發(fā)明通過(guò)在窗片和芯片之間設(shè)置過(guò)渡環(huán)，增加了窗片與芯片之間距離，減小多余物的影響，提高良率；同時(shí)將窗片嵌裝于所述過(guò)渡環(huán)上，利用過(guò)渡環(huán)內(nèi)環(huán)壁體對(duì)窗片四周形成保護(hù)，從而減少窗片在封裝過(guò)程中損壞風(fēng)險(xiǎn)，降低封裝結(jié)構(gòu)制作成本。

15、(2)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置隔離腔室對(duì)吸氣劑進(jìn)行隔離，并采用電激活方式局部加熱激活吸氣劑，減小熱量對(duì)芯片敏感區(qū)的影響，提高了芯片性能。

16、(3)本發(fā)明對(duì)過(guò)渡環(huán)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)計(jì)消光結(jié)構(gòu)，降低過(guò)渡環(huán)的內(nèi)部側(cè)壁反射率，從而減小雜散光對(duì)芯片成像的影響，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。

17、以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括窗片、芯片和過(guò)渡環(huán)，所述過(guò)渡環(huán)設(shè)于所述芯片上表面，且所述過(guò)渡環(huán)與所述芯片圍合形成頂部開(kāi)口的封裝腔體，所述窗片嵌裝連接于所述過(guò)渡環(huán)上，且所述窗片密封所述封裝腔體的開(kāi)口。

2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述封裝腔體內(nèi)設(shè)有吸氣劑，所述吸氣劑與所述芯片的敏感區(qū)之間設(shè)有用于阻隔吸氣劑熱輻射到芯片敏感區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述隔離結(jié)構(gòu)為設(shè)置于所述過(guò)渡環(huán)壁體內(nèi)的隔離腔室，所述隔離腔室與所述封裝腔體相連通，所述吸氣劑置于所述隔離腔室內(nèi)。

4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述隔離腔室為由第一豎直段、第一水平段和第二豎直段圍合形成的倒u型結(jié)構(gòu)，所述第二豎直段底部與所述芯片連接。

5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述窗片的頂部不高于所述過(guò)渡環(huán)的頂部。

6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述過(guò)渡環(huán)上與所述窗片連接的側(cè)壁處為l型結(jié)構(gòu)，所述窗片置于l型結(jié)構(gòu)的水平段。

7.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：還包括用于電激活所述吸氣劑的導(dǎo)通元件，所述導(dǎo)通元件一端貫穿所述過(guò)渡環(huán)延伸至所述封裝腔體內(nèi)，所述吸氣劑焊接于所述導(dǎo)通元件端部，所述導(dǎo)通元件與所述過(guò)渡環(huán)之間填充絕緣材料層。

8.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：還包括用于電激活所述吸氣劑的導(dǎo)通元件，所述過(guò)渡環(huán)上對(duì)應(yīng)所述導(dǎo)通元件安裝位置的內(nèi)外表面分別設(shè)置有腔內(nèi)金屬墊片和表面金屬鍍層，所述導(dǎo)通元件端部焊接于所述表面金屬鍍層上，所述吸氣劑焊接于所述腔內(nèi)金屬墊片上，所述腔內(nèi)金屬墊片和表面金屬鍍層之間電連接。

9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述過(guò)渡環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有消光結(jié)構(gòu)件。

10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述消光結(jié)構(gòu)件為吸光膜層、粗糙表面結(jié)構(gòu)層或臺(tái)階結(jié)構(gòu)中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種光學(xué)器件真空封裝結(jié)構(gòu)，包括窗片、芯片和過(guò)渡環(huán)，所述過(guò)渡環(huán)設(shè)于所述芯片上表面，且所述過(guò)渡環(huán)與所述芯片圍合形成頂部開(kāi)口的封裝腔體，所述窗片嵌裝連接于所述過(guò)渡環(huán)上，且所述窗片密封所述封裝腔體的開(kāi)口。該發(fā)明通過(guò)在窗片和芯片之間設(shè)置過(guò)渡環(huán)，增加了窗片與芯片之間距離，減小多余物的影響，提高良率；同時(shí)將窗片嵌裝于所述過(guò)渡環(huán)上，利用過(guò)渡環(huán)內(nèi)環(huán)壁體對(duì)窗片四周形成保護(hù)，從而減少窗片在封裝過(guò)程中損壞風(fēng)險(xiǎn)，降低封裝結(jié)構(gòu)制作成本。

技術(shù)研發(fā)人員：黃晟,黃立,張嚴(yán),周黃鶴,王春水,張文華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢高芯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30