CN101156242B - 封装电子组件的生产方法和封装电子组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在复合晶片中生产封装电子组件，尤其是光电组件的方法，其中通过装配由玻璃构成的覆盖基片的微框架结构进行封装，沿着在覆盖基片中产生的沟槽分离复合晶片，还涉及一种可利用该方法生产的封装电子组件，所述封装电子组件包含安装基片和覆盖基片的复合物，同时至少一个功能元件和与所述功能元件接触的至少一个接合元件被布置在安装基片上，覆盖基片是布置在安装基片上的微结构化玻璃，并且在功能元件之上形成空腔，接合元件位于空腔之外。

Description

封装电子组件的生产方法和封装电子组件
技术领域
本发明涉及复合晶片中封装电子组件，尤其是封装光电组件的生产方法，以及封装电子组件，尤其是封装光电组件。 
背景技术
为了制造用于微系统的集成电子组件、光电组件或者其它组件，已提出了可以生产精确构成的封装或钝化层和/或空腔的技术。利用半透明覆盖物封装具有光学传感器或者光学活性元件的光电组件，所述半透明覆盖物保护光敏元件免受环境影响，例如以防湿气，或者保护光敏元件免受机械损坏。 
这种情况下，由于其光学特性和良好的钝化性，玻璃被用于各种应用。与经常用于封装和包装半导体组件的塑料相比，玻璃具有明显较小的渗气性，此外，还表现出优良的防水、防水蒸汽，特别是防腐蚀性物质，比如酸和碱的性质。 
按照这种方式封装的微组件一般和指纹传感器、MEMS零件、CCT照相机和扫描器一起使用。这意味着这些方法特别适合于必须利用包装保护的具有敏感区的组件，例如光学传感器的封装，但是所述包装必须确保传感器保持其外部可达性，例如光学可达性。 
组件的制造，组件的封装和与外部的连接触点的制作或者在仍呈复合形式的时候在晶片中进行(晶片级封装)，或者在分离的组件或半导体芯片上进行(单尺寸(single-size)封装)。 
但是，在分离之后封装组件或芯片的缺陷在于在分离过程中，组件的集成电路和/或敏感区被暴露，它们的功能受到当用锯分割(切割)晶片时产生的废屑或灰尘的不利影响。 
因此，在晶片级封装过程中，通过在硅晶片上粘附玻璃或薄膜保 护活性区，例如半导体组件的光学活性区。 
但是在切割工艺之后，即在已使切割的小片与晶片分开之后，在能够对它们进行封装处理之前，完全切割的组件(所谓的小片)必须被重新调整和校直，这导致另外的制造步骤，相应地使生产速度减慢，使其更昂贵。 
同时，明显不同的各种晶片级封装方法已被用于集成电子和光电子器件或者其它微组件的生产。 
这种情况下经常发生的一个主要问题是只能困难地构成用于覆盖的材料，以便提供贯通的用于连接触点的触点连接。 
诸如超声波振荡研磨之类的常规技术通常被用于在封装或覆盖材料中形成小孔，不过这种情况下只能产生直径约为0.5毫米的相对“较大的”孔。 
文献WO 99/40624已提出多个电触点在每种情况下共用一个小孔，从而使得能够减少小孔的数目，于是增大结构密度。但是在这种情况下，同样仍然需要很小的小孔(于是难以制造)，另外由于不得不使多个触点连接穿过一个小孔，复杂性增大。 
在关于玻璃晶片中空腔(“空洞”)和小孔的制作的专利申请DE10147648A1中描述的“袋状”结构的制造是通过将玻璃块加热到其软化温度，之后在阴模上使玻璃定形，最终冷却玻璃来进行的。但是，产生的在2-5毫米范围内的结构不能产生足够小的结构。此外，就其光学质量来说，变形玻璃块的表面质量不适于高灵敏度光学零件。 
另外，可得到可以照相方式构成的玻璃，比如“Foturan”，所述玻璃允许以光刻方式产生精细结构。但是，其缺陷在于这些玻璃的膨胀系数和通常用作安装基片的硅的膨胀系数不同，封装或覆盖这些玻璃会导致基片和封装之间的应力。 
在封装和/或接触曝光的最终步骤之后，晶片被分解为单个的通常方形的芯片(所谓的切割成片)。一般利用锯以约2-3毫米/分钟的进给速率逐一切割地进行切割工艺。于是，完全切割晶片所需的时间可能约为一整天，相应地导致较高的成本。另外取决于材料，尤其是 就类似玻璃材料来说，钝化层和封装的机械特性会进一步恶化和减慢晶片的切割。 
发明内容
于是，本发明的目的是提供一种能够容易并且灵活地接合的封装电子微组件，尤其是光电微组件，以及生产所述封装电子微组件，尤其是光电微组件的简化且经济的方法。 
上述目的由按照权利要求1所述的方法和按照权利要求23所述的电子组件实现。有利的改进是各个从属权利要求的主题。 
按照本发明的生产带有集成功能元件的封装电子组件的方法包括下述步骤： 
a)提供安装基片和覆盖基片， 
b)在预定的网格区内，将功能元件装配到安装基片上， 
c)在网格区之间延伸的预定网格带内，将接合元件装配到安装基片上，在功能元件和接合元件之间产生连接触点， 
d)将由玻璃构成的微框架结构装配到覆盖基片的下表面和/或安装基片的上表面，并且对应于网格区产生空腔，对应于网格带产生通道， 
e)通过去除表面区，至少在覆盖基片的上表面上，或者至少在覆盖基片的下表面上引入宏结构，并且对应于安装基片上的网格带产生沟槽， 
f)将安装基片和覆盖基片结合起来，形成复合基片，并且功能元件被封装，和 
g)沿着网格带内的预定轨迹分离复合基片，复合基片被分成单个的组件，同时分离组件的接合元件被暴露。 
对于本发明来说，电子组件被定义成具有电连接的功能元件。功能元件是活性半导体组件和/或传感器，以及微机电元件和微光电元件。 
直到f)的方法步骤不一定必须被相继执行，如果值得的话，也可并行地或者按照不同的顺序执行它们。只有方法步骤g)必须被执行为最后的方法步骤。
网格区和网格带可由标记、掩模等预先确定，不过这也可借助适当预定的，例如与安装基片上的虚构网格对应的功能元件的可控定位处理来实现。 
最好能够装配用作组件的外部连接的接触区的接合元件，并且通过将适当的导电结构装配到安装基片上，能够实现功能元件和接合元件之间的内部接触。通过利用剥离技术，借助适当的掩模和涂覆方法，例如气相沉积或溅射，能够产生这些结构。实现接触的另一种可能方式是借助柔性金属膜导体的预制排列(带式自动焊接)，倒装封装技术，梁引线技术、光刻结构化或者本领域已知的其它方法装配安装膜。 
半导体晶片，尤其是由硅构成的半导体晶片最好被用作电子组件的安装基片。 
打算用于封装晶片复合物的覆盖基片可包含厚度最好约为500-1000微米的扁平的半导体、塑料、陶瓷或金属晶片。 
特别是对于光学功能元件和/或密闭地密封封装重要的功能元件来说，覆盖基片最好包含厚度为500-1000微米的扁平玻璃块。由硼硅酸盐玻璃构成的基片，比如Borofloat 33特别适合于覆盖基片，因为这种玻璃的膨胀系数基本上与硅的膨胀系数相同。 
微框架结构可被装配到完成的安装基片以及覆盖基片上。 
微框架结构由玻璃层的气相沉积产生，所述玻璃层最好被气相沉积，并借助掩模结构化。本领域的技术人员已知的光刻方法，尤其是剥离技术适合于结构化。硼硅酸盐玻璃，例如SCHOTT Glas Company的气相沉积玻璃8329或G018-189被用作气相沉积玻璃。这种方法的一个优点是在高达150℃的温度下应用由玻璃构成的绝缘微框架结构，从而避免了高温。在相同申请人的申请DE 10222609A1中说明了产生由玻璃构成的微结构的适当方法，该申请的公开内容在此引为参考。 
微框架结构被设计成以致当两个基片被结合在一起时，每个功能 元件被框架围绕，并且位于所形成的空腔之内，接合元件被布置在形成于相邻框架之间的通道的区域中。按照如上所述的网格区和网格带的在先定义，根据功能元件及其接合元件的排列，进行结构化处理。 
为了在晶片上产生尽可能小的结构，微框架结构的框架网的宽度为1-500微米，最好为80-100微米。框架大小由功能元件的尺寸决定。 
微框架结构的框架网的高度主要由集成功能元件的要求决定，它们最好具有这样的高度，即使得覆盖基片不会接触功能元件。框架网高度的数量级通常在1-1000微米，最好在3-10微米的范围内。 
覆盖基片上宏结构的产生用于减小网格带内预定轨迹上的基片厚度，完成的复合基片意图沿着所述网格带被分成单个的组件。在切割区中将玻璃厚度减少10-80％便于稍后明显加快芯片分离。 
为此最好通过从覆盖面去除材料，引入对应于微结构的通道延伸，并且宽度或者平均宽度最多对应于通道的宽度，最好宽度从200-500微米的沟槽。宏结构中的沟槽可被引入到覆盖基片的上表面和/或下表面中。 
通过去除覆盖基片的表面区，最好借助蚀刻、喷沙或者超声波振荡研磨去除覆盖基片的表面区，产生宏结构。 
如果微框架结构被装配到覆盖基片的下表面上，那么最好随后在覆盖基片上进行宏结构化。 
必须按照适当调整的形式将安装基片和覆盖基片结合在一起，以便将功能元件封装或包装在晶片复合物中。在该过程中，围绕功能元件形成空腔。接合元件位于这些空腔之外，即，在触点(互连)之上，框架结构是连续的，以便保证封装的功能元件穿过封装到外部的电连接。 
如果微框架结构被装配到安装基片的上表面上，那么围绕功能元件并且在触点之上密封地气相沉积所述框架，从而保证密封地穿过框架到达外部的接触。 
 随后在相对于复合基片被恰当调整的情况下，最好借助阳极接合、熔融接合、溶胶-凝胶接合、低温接合、焊接或胶接，将位于安装基片的上表面上的微框架结构结合到覆盖基片的下表面上。用玻璃，即用透明材料形成覆盖基片可显著简化所述调整过程。 
如果微框架结构被装配到覆盖基片的下表面上，那么框架不能被直接接合到安装基片上，因为安装基片上的触点必须被密封地桥接。借助连接层实现形成复合基片的连接，所述连接层最好被应用到微框架结构上。在一个优选实施例中，连接层是粘合层，最好由环氧树脂构成，两个基片由所述粘合层胶接。 
最好通过暴露沿着覆盖基片的沟槽的通道，同时接合元件被暴露，以及通过沿着预定轨迹分离安装基片，分离封装在晶片复合物中的晶片，所述预定轨迹最好沿着所述通道居中延伸。 
借助具有较宽锯宽(大约100-500微米)的锯，或者通过沿着覆盖基片上的宏结构的沟槽进行喷沙或超声波振荡研磨，可暴露所述通道。最好借助具有较窄锯宽(大约100微米)的锯分离安装基片。 
沟槽区域中覆盖基片的极薄材料允许在相当短的时间内进行费用极高的锯切工艺。 
按照本发明的方法便于简单并且高效地生产封装组件。这些具有位于外部的易于接近的接合元件，所述接合元件特别适合于常规技术和接合方法，比如引线接合方法。 
所述目的还由按照本发明的电子组件实现，所述电子组件可利用上面说明的方法产生，并且包含由安装基片和覆盖基片构成的复合物，或者包含由安装基片和覆盖基片构成的复合物，在安装基片上布置至少一个功能元件和至少一个接合元件，所述至少一个接合元件与功能元件接触，覆盖基片是布置在安装基片上、并且在功能元件上方形成空腔的微结构化玻璃，接合元件在空腔之外，位于安装基片上。 
安装基片最好由硅构成。其结果是覆盖基片和安装基片具有基本相同的膨胀系数，从而在基片之间不会产生应力。 
覆盖基片形成功能元件的包装，由于其物理特性，覆盖基片特别适合于封装活性传感器和光学活性功能元件。 
此外，借助适当的连接技术，例如在按照本发明的方法中说明的 连接技术，在安装基片和覆盖基片之间能够获得密集的复合物。 
为了在覆盖基片中形成空腔，其中所述空腔用来放置位于安装基片上的功能元件，覆盖基片最好由带有气相沉积的微玻璃框架的扁平玻璃块构成。生产这样的微框架的可能方法同样在按照本发明的方法中说明。 
对于许多应用来说，应以微小的尺寸制造电子组件。在一个有利的实施例中，玻璃块的厚度为500-100微米，微玻璃框架的框架网的宽度为1-500微米，最好80-100微米，高度为1-1000微米，最好为3-10微米。 
通过将按照本发明的宏结构引入覆盖基片，以及分离复合基片，电子组件的特征在于，覆盖基片的至少一个侧面具有至少一个第一部分和一个第二部分，所述至少一个第一部分和第二部分具有不同的表面状态。 
不同的表面状态起因于使用不同的方法来引入宏结构和将复合基片分成单个的电子组件。特别地，在将复合基片分成或者切割成单个电子组件的期间，沿着覆盖基片的侧面中的锯迹，能够形成凹槽或者刻痕。但是，对于封装的光学活性功能元件来说，诸如此类的凹槽或刻痕可能特别不利。 
如前所述，通过去除覆盖基片的表面区产生宏结构，并且在该过程中，最好利用蚀刻，喷沙和/或超声波振荡研磨，从而使得至少与目前的锯切工艺相比，能够在覆盖基片的侧面的锯切区中获得更好的表面质量。此外，能够降低在覆盖基片中形成裂纹的可能性，所述裂纹尤其可从边缘开始形成。 
所述至少第一部分和第二部分最好具有不同的粗糙度。另一方面或者除此之外，所述至少第一部分和第二部分具有不同的均匀度和/或结构。 
在本发明的另一有利改进中，位于封装之外的可自由接近的接合元件具有可被引线接合或者焊接的接合片。Au、Al、TiCu、AlSiCu或AlSiTi最好被用作接合片的可能材料。 
常规的接合方法例如是利用热压方法的引线接合，利用金隆起焊盘的热压接合，超声波引线接合，利用焊料凸起的超声波热引线接合或者焊接。将玻璃用于封装实际上使得能够将这些接合方法用于敏感的功能元件，甚至是温敏功能元件。这种情况下，利用工业上普遍并且现代的制造技术，例如带式自动焊接或倒装接合，按照本发明形成装配件(封装)的组件和微系统的接触和结合是可能的。 
在另一有利的实施例中，电子组件具有散热底座基片，所述散热底座基片被布置在安装基片(1)的下表面上，最好由硅构成。借助胶接接头或焊接接头，安装基片和底座基片被相互连接。同时，散热基片能够形成其它组件和/或装配件的底座基片。 
在电子组件的另一有利实施例中，焊料凸起被应用于接合元件，连接安装基片和位于底座基片的下表面上的接合元件，所述底座基片具备用于封装的功能元件的开口。焊料凸起是小的导电材料沉积物，借助它在安装基片和底座基片之间产生机械和/或热连接。如果焊料凸起在基片的接合片之间被熔化，例如借助回流技术，导致基片按照自调节方式被连接，而不存在任何应力。底座基片是其中可布置封装功能元件，尤其是具有光学功能的封装功能元件的光学装配件的一部分。 
按照本发明，光学装配件具有在下表面上带有开口和接合片的底座基片，布置在开口之上并且与底座基片连接的光学部件，例如透镜，以及封装的电子组件，所述封装的电子组件包含至少一个光敏功能元件。底座基片在其下表面上具有接合片，所述接合片按照规定的方式排列，并且可被焊接，以致电子组件能够被安装在开口之下。底座基片和电子组件之间的连接是精确居中的连接，通过熔化位于底座基片上的接合片和电子组件上的接合片之间的焊料凸起，产生所述精确居中的连接。这便于相对于电子组件，准确居中地并且极度密集地排列光学部件，例如透镜。 
诸如此类的光学装配件尤其被用在数字照相机中。 
此外，最好按照或者可按照如上所述的一部分方法产生，但是还 未被分离成单个电子组件的复合基片在本发明的范围之内。当在第一位置，例如在无尘室中生产该复合基片，并在不同的位置，例如在所谓的灰色室(gray room)中进行切割工艺，并且首先必须将复合基片运到那里时，诸如此类的复合基片的使用是尤其有价值的。 
按照本发明，复合基片具有安装基片和与所述安装基片连接的覆盖基片。在预定的网格区内，功能元件被装配到安装基片上，另外在预定的网格带内装配接合元件，所述网格带在网格区之间延伸。接合元件形成上面提及的功能元件的连接触点。最好由玻璃构成的至少一个微框架结构被布置在覆盖基片的下表面和/或安装基片的上表面上，对应于网格区产生空腔，对应于网格带产生通道，并且至少一个功能元件被布置在空腔内。此外，通过去除表面区，在覆盖基片的上表面和/或覆盖基片的下表面上引入至少一个宏结构，并且对应于安装基片的网格带产生沟槽。 
关于按照本发明的方法和按照本发明的电子组件提及的特征同样适用于上面说明的复合基片。 
附图说明
下面将参考例证实施例，更详细地说明本发明。在附图中： 
图1a表示安装基片的平面图， 
图1b表示安装基片的放大细节， 
图1c表示沿着图1b的剖面线S1的安装基片的截面图， 
图2a表示带有功能元件的安装基片的平面图， 
图2b表示沿着图2a的剖面线S2的安装基片的截面图， 
图3a表示带有功能元件和接合元件的安装基片的平面图， 
图3b表示沿着图3a的剖面线S3的安装基片的截面图， 
图4a表示带有在功能元件和接合片之间的连接触点的安装基片的平面图， 
图4b表示沿着图4a的剖面线S4的安装基片的截面图， 
图5a表示覆盖基片(cover substrate)的下表面的平面图， 
图5b表示沿着图5a的剖面线S5的覆盖基片的截面图， 
图6a表示带有微框架的覆盖基片的下表面的平面图， 
图6b表示沿着图6a的剖面线S6的覆盖基片的截面图， 
图7a表示带有用于宏结构的网格带的覆盖基片的上表面的平面图， 
图7b表示沿着图7a的剖面线S7的覆盖基片的截面图， 
图8a表示带有用于宏结构的沟槽的覆盖基片的上表面的平面图， 
图8b表示沿着图8a的剖面线S8的覆盖基片的截面图， 
图9a表示复合基片的上表面的平面图， 
图9b表示沿着图9a的剖面线S9的复合基片的截面图， 
图10a表示接合元件被暴露的复合基片的上表面的平面图， 
图10b表示沿着图10a的剖面图S10的复合基片的截面图， 
图10c表示沿着图10a的剖面线S11的复合基片的截面图， 
图11a表示切割的复合基片的平面图， 
图11b表示沿着图11a的剖面线S12的复合基片的截面图， 
图12表示封装的电子组件； 
图13表示部分切割的复合基片， 
图14表示带有受保护接合元件的复合基片的截面图， 
图15表示在接合元件被暴露之后，图14的复合基片的截面图， 
图16表示带有位于覆盖基片两侧的宏结构的复合基片的截面图， 
图17表示带有位于安装基片上的微框架结构的复合基片的截面图， 
图18表示带有位于覆盖基片的下表面上的宏结构的复合基片的截面图， 
图19表示引线接合的电子组件的截面图， 
图20表示在底座基片上的引线接合的电子组件的截面图， 
图21表示焊接封装组件的截面图， 
图22表示光学装配件的截面图。 
具体实施方式
安装基片的制作
图1a表示一个实施例中的晶片，其中安装基片(1)由硅构成。呈网格区(2)形式的网格位于安装基片(1)的表面F1上。 
这种情况下，网格区(2)不需要实际存在于表面F1上。事实上，它们象征在另外的方法步骤中被安装在安装基片(1)的表面F1上的功能元件(3)的排列，所述另外的方法步骤将在下面说明。另外应注意网格区(2)可按照不同的方案排列，并且形成于安装基片(1)的表面F1上。但是，在该具体实施例中，由于能够在直线路径上进行锯切工艺，因此能够特别容易地进行接合元件(4)在功能元件(3)之间的准直排列和晶片的切割成片(例如通过锯切)。 
图1b以带有预定网格系统的放大图的形式，表示了图1a中标记的细节Z。图1c是沿着图1b的剖面线S1的示意图。 
参见图2a，借助本领域的技术人员已知的方法，例如借助在预定网格区(2)之内或之上的焊接或粘接接头，功能元件(3)被安装在安装基片(1)的表面F1上。功能元件(3)的可能实施例是微光电、微光机电、电子系统(MOEMS)，例如(有机)发光和光吸收传感器((O)LEC)。还包括功能元件(3)的其它实施例，尽管这些实施例未被明确提及。图2b是沿着图2的剖面线S2的例示图。 
参见图3a，接合元件(4)(所谓的接合片)被装配在安装基片(1)的表面F1上的预定网格带(8)内。图3b是沿着图3a的剖面线S3的例示图。接合元件(4)的位置最好被选择成以致它们规则排列在功能元件(3)附近，并且在不同功能元件(3)的接合元件(4)之间保持组件的后续切割的直线轨迹。 
如图4a中所示，功能元件(3)和接合元件(4)之间的连接触点(5)是在安装基片(1)的表面F1上气相沉积的，由铝构成的互连。另一方面，连接触点(5)也可由金、钨或钛-钨构成。图4b是沿着图4a的剖面线S4的例示图。 
 着图4a的剖面线S4的例示图。 
分开说明的方法步骤，接合元件(4)的装配和连接触点(5)的装配也可在一个方法步骤中进行。这意味着在这里不再详细说明的另一实施例中，连接触点(5)于是也可直接包含接合元件(4)。 
对于本领域的技术人员来说，在图2、3和4中说明的方法步骤也可按照不同的顺序执行。 
覆盖基片的制作：
图5a表示覆盖基片(6)及其下表面F2的细节(类似于图1-4中的安装基片(1)的细节Z)。覆盖基片(6)由玻璃构成，这种情况，其热力学特性和安装基片(2)相配。图5b表示沿着图5a的剖面线S5的例示图，除了覆盖基片的下表面F2之外，还表示了其上表面F3。 
图6a表示在将由玻璃构成的微框架结构(7)装配在覆盖基片(6)的下表面F2上之后，和图5中相同的覆盖基片(6)的细节。图6b是沿着图6a的剖面线S6的例示图。 
这些图没有明确地图解说明微框架结构(7)的制作，不过微框架结构(7)的制作将在下面概述。 
利用本领域的技术人员已知的方法在要构成的下表面S2上涂覆光刻胶，随后以光刻方式结构化。荫罩、粘附性覆盖掩模或非粘附性覆盖掩模可被用于制作微框架结构(7)。类似于网格系统，下表面F2从而具有围绕每个网格区(2)的待形成框架的矩形切口(cutout)。随后的封装面被掩模覆盖。玻璃被直接沉积在掩模中的切口内的覆盖基片(6)上。借助等离子束辅助电子束气相沉积涂覆玻璃层。随后借助剥离技术去除气相沉积玻璃层的那些位于光刻胶掩模上的区域。为此将光刻胶溶于丙酮中。沉积的玻璃是光掩模中形成所需微框架结构(7)的切口的区域。 
图6a和图6b表示在装配微框架结构(7)之后的覆盖基片(6)的细节。 
参见图7，在覆盖基片(6)的上表面F3上标记形成于安装基片(1)上的网格区(2)之间的垂直和水平网格带(8)。在这些网格带(8)内去除表面区域，以便产生覆盖基片(6)的宏结构。图7b是沿着图7a的剖面线S7的例示图。 
在网格带(8)的区域中，利用减成工艺，例如超声波振荡研磨方法，在覆盖基片(6)的上表面F3上产生凹坑或者沟槽(9)。由于只在网格带(8)的区域中使用所述减成工艺，即，在功能元件(3)能够“看到的区域”之外，覆盖基片(6)的光学功能/性质被保留。图8a表示具备用于此用途的沟槽(9)的覆盖基片，图8b表示沿着剖面线S8的微结构化和宏结构化的覆盖基片(6)的对应截面图。 
当然，各个方法步骤的顺序可被改变。例如，也可在覆盖基片(6)的下表面F2上气相沉积微框架结构(7)之前，在覆盖基片(6)的上表面F3上产生用于宏结构的沟槽(9)。 
复合基片的制作
相对于安装基片(1)的上表面F1定位覆盖基片(6)的微结构化下表面F2，并按照网格系统使它们相互对准。参见图9，利用功能元件(3)以及已经与所述功能元件(3)实现接触的接合元件(4)，微结构化和宏结构化的覆盖基片(6)与安装基片(1)被结合在一起，从而形成复合基片，并且借助粘接面(10)在微框架结构(7)的下表面上被相互连接。例如，在粘接面(10)中或者之上涂覆环氧粘合剂以便粘接。微框架结构(7)的框架的高度在安装基片(1)和覆盖基片(6)之间形成空腔(11)和通道(17)。功能元件(3)位于空腔(11)内，而接合元件(4)位于通道(17)内。结果是在晶片级封装的功能元件(3)的多样性。图9b是沿着图9a的剖面线S9的例示图。 
组件的分离：
在最后的方法步骤中，用锯切割复合基片。通过切割覆盖基片(6)和通过切割安装基片(1)，将复合基片锯成小块，这种情况下可在单一步骤中，或者在连续步骤中进行。 
参见图10a，通过以和沟槽(9)的宽度对应的锯宽进行切割， 沿着垂直和水平路径上的宏结构的沟槽(9)(如图9a中所示)敞开覆盖基片(6)。在一个方法步骤中敞开宏结构导致接合元件(4)通过覆盖基片(6)中的敞开区(14)被暴露，并且导致每个功能元件(3)被未被敞开的区域中的封装(13)围绕。图10b是沿着图10a的剖面线S10的例示图。图10c是沿着图10a的剖面线S11的例示图。参见图11b，在安装基片(1)的敞开区(14)中，用相当窄的锯宽切割安装基片(1)。这种情况下，锯迹由安装基片上的功能元件(3)和接合元件(4)的分裂(splitting)预先确定，并且最好在网格带(8)内沿中心直线延伸。图11b是沿着图11a的剖面线S12的例示图。 
图12表示在分离工艺之后，带有集成功能元件(3)的封装电子组件(15)。 
为了图解说明覆盖基片(6)的侧面(26、27)或者封装(13)的侧面的不同表面状态，图13表示了仅仅部分分离的复合基片。该例示图中的覆盖基片的侧面(26、27)具有第一侧面部分(26)和第二侧面部分(27)。 
第一侧面部分(26)的高度基本上对应于宏结构或者沟槽(9)的深度，第一部分(26)并入或者向上通向覆盖基片(6)的上表面F3，向下通向第二部分(27)。第二部分(27)在其下表面上通向覆盖基片(6)的下表面F2，其高度基本上对应于微结构区中覆盖基片的高度减去宏结构的深度。 
在第二部分(27)中，在借助锯割进行分离的时候，在覆盖基片(6)或者封装(13)的侧面中可能形成凹槽、深的凹槽或者甚至刻痕，对于光学应用来说，这些是特别不利的。相反，第一侧面部分(26)的表面状态起因于用于引入宏结构或者沟槽(9)的方法，例如研磨。按照对应的方式，第一部分(26)和第二部分(27)具有不同的表面状态。特别地，第一部分(26)的表面状态至少好于第二部分(27)。在本例中，第一部分(26)的表面比第二部分(27)的表面光滑。按照DIN 4768-1，第一部分(26)不如第二部分(27)粗糙。当第一部分(26)通向覆盖基片(6)的上表面F3，并且功能元件(3)是光学 活性的功能元件时，对于第一部分(26)来说，具有光滑的表面是特别有利的。至少与第二部分(27)相比，依据更好的成像特性区别第一部分(26)，从而使得甚至能够检测处于横向偏移位置的目标。 
变形：
除了上面说明的例证实施例，各种其它变形也是可能的，下面将举例说明其中的一些变形。 
如图14中所示，在将安装基片(1)和覆盖基片(6)结合在一起之前，可用临时保护层(16)涂覆接合元件(6)。保护层(16)防止在切割工艺中产生的灰尘和废屑污染接合元件(4)，从而能够对接合元件(4)的功能产生不利影响。为了暴露接合元件(4)，一旦晶片被切割，就再次去除保护层，例如借助蚀刻。 
如图15中所示的另一实施例还可包括不同“切割方法”的使用，对于封装(13)来说，这会导致不同的边缘形状，例如这种情况下的矩形边缘形状。 
图16表示另一例证实施例，其中在覆盖基片(6)的上表面F3和下表面F2上都产生沟槽(9)，以便实现宏结构化。 
图17的另一实施例也可包含带微框架结构(7)的安装基片(1)的上表面F1，以及未被处理的覆盖基片(6)的下表面F2，只有覆盖基片(6)的上表面F3具有宏结构。 
图18表示另一实施例，其中这种情况下，只在覆盖基片(6)的下表面中引入宏结构。 
图19表示带有接合元件(4)的封装电子组件(15)，通过连接(5)与接合元件(4)实现接触，并且接合元件(4)位于空腔(11)之外。接合元件采取可被焊接的接合元件(4)的形式，借助所述接合元件(4)，通过焊接能够装配引线(19)，以便接触图中未示出的其它部件。 
图20表示封装的电子组件(15)，借助位于散热底座基片(21)上的胶接或者焊接接头(20)，封装的电子组件(15)被布置在安装基片(1)的下表面上。 
在另一实施例中，图21表示具有位于空腔(11)之外，并且借助连接(5)与之接触的接合元件(4)的封装电子组件(15)。焊接块(22)被装配到接合元件(4)上，并且最好由锡构成。关于与底座基片(23)的连接，产生基片(1、23)的相对于彼此的自我调整的、精确居中的排列，在底座基片(23)上同样装配接合片(4)，借助其中加热和熔化焊接块的回流技术，底座基片(23)相对于安装基片(1)上的接合片(4)，以对应的排列方式被高度精确地定位。 
图22表示带有封装电子组件(15)的光学装配件的细节，封装电子组件(15)相对于光学部件(25)，例如透镜布置。光学部件(25)由适当的固定器(24)附着在底座基片(23)上。电子组件(15)同样附着在底座基片(23)上。如前所述，已借助回流技术产生了连接。光学部件(25)和光学传感器(3)于是被布置成以致它们被调整，并且相对于彼此极度精确地居中。透镜相对于光学传感器(3)的这种非常密集的排列允许光学信号的更好分辨率。 
对于本领域的技术人员来说，上面说明的实施例显然应被理解成示例，本发明并不局限于上述实施例，相反可按照多种方式变化，而不脱离本发明的精神。 
附图 
1     安装基片 
2     网格区 
3     功能元件 
4     接合元件 
5     连接触点(在功能元件和接合元件之间) 
6     覆盖基片 
7     微框架结构 
8     网格带 
9     沟槽(在覆盖基片的上表面F3上) 
10    接合区，接合片 
11    空腔 
12    覆盖基片的开口区 
13    封装 
14    安装基片的开口区 
15    单个组件 
16    接合元件上的保护层 
17    通道 
18    沟槽(在覆盖基片的下表面F2上) 
19    引线 
20    胶接/焊接接头 
21    散热底座基片 
22    焊料凸起 
23    底座基片 
24    固定器 
25    光学部件，透镜 
26    覆盖基片的第一侧面部分 
27    覆盖基片的第二侧面部分 
Z     安装基片的放大细节区 
F1       安装基片的上表面 
F2       覆盖基片的下表面 
F3       覆盖基片的上表面 
S1-S4    剖面线安装基片 
S5-S8    剖面线覆盖基片 
S9-S12   剖面线复合基片 

Claims (58)

1.一种生产带有集成功能元件(3)的封装电子组件(15)的方法，包括下述步骤：
a)提供安装基片(1)和覆盖基片(6)，
b)在预定的网格区(2)内，将所述功能元件(3)装配到所述安装基片(1)上，
c)在所述网格区(2)之间延伸的预定网格带(8)内，将接合元件(4)装配到所述安装基片(1)上，并且在所述功能元件(3)和所述接合元件(4)之间产生连接触点(5)，
d)将由气相沉积的玻璃构成的微框架结构(7)装配到所述覆盖基片(6)的下表面和/或所述安装基片(1)的上表面，其中对应于网格区(2)产生空腔(11)，并且对应于所述网格带(8)产生通道(17)，
e)通过去除表面区，至少在所述覆盖基片(6)的上表面上引入宏结构，其中对应于所述安装基片(1)上的网格带(8)产生沟槽(9)，
f)将所述安装基片(1)和所述覆盖基片(6)结合起来，形成复合基片，其中所述功能元件(3)被封装，和
g)沿着所述网格带(8)内的预定轨迹分离复合基片，其中所述复合基片被分成单个的组件(15)，同时分离的组件(15)的接合元件(4)被暴露。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述安装基片(1)的形式提供半导体晶片。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，以所述安装基片(1)的形式提供由硅构成的半导体晶片。
4.按照前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于，所述功能元件(3)的装配包括活性半导体功能元件(3)的装配。
5.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述功能元件(3)的装配包括活性传感器功能元件(3)的装配。
6.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述功能元件(3)的装配包括光学活性功能元件(3)的装配。
7.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，以所述覆盖基片(6)的形式提供厚度为500-1000微米的扁平半导体、塑料、陶瓷或金属晶片。
8.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，以所述覆盖基片(6)的形式提供厚度为500-1000微米的扁平玻璃块。
9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，以所述覆盖基片(6)的形式提供厚度为500-1000微米的扁平玻璃块。
10.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，以1-500微米的宽度应用所述微框架结构(7)的框架网。
11.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，以80-100微米的宽度应用所述微框架结构(7)的框架网。
12.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述微框架结构(7)的装配包含下述步骤：
-装配提供所述微框架结构(7)的负像的掩模，
-气相沉积玻璃层，和
-借助剥离技术去除所述掩模。
13.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述宏结构中引入宽度为5-1000微米的沟槽(9)。
14.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述宏结构中引入宽度为200-500微米的沟槽(9)。
15.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述宏结构中的沟槽(9)的区域中，所述覆盖基片(6)的厚度被减小10-80％。
16.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述覆盖基片(6)的上表面和下表面上引入所述沟槽(9)。
17.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，通过借助蚀刻、喷沙或超声波振荡研磨，去除所述覆盖基片(6)的表面区，引入宏结构。
18.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，通过借助蚀刻、喷沙或超声波振荡研磨，去除所述覆盖基片(6)的表面区，引入宏结构。
19.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，通过借助蚀刻、喷沙或超声波振荡研磨，去除所述覆盖基片(6)的表面区，引入宏结构。
20.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述微框架结构(7)被装配到所述覆盖基片(6)的下表面上。
21.按照权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述微框架结构(7)上应用粘合层，所述安装基片(1)的上表面和在所述覆盖基片(6)的下表面上的微框架结构(7)粘合，从而形成复合基片。
22.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述微框架结构(7)被装配到所述安装基片(1)的上表面上。
23.按照权利要求22所述的方法，其特征在于，借助阳极接合、熔融接合、溶胶-凝胶接合、低温接合、焊接或胶接，将位于所述安装基片(1)的上表面上的微框架结构(7)结合到所述覆盖基片(6)的下表面上，从而形成复合基片。
24.按照权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过沿着所述覆盖基片(6)上的沟槽(9)暴露通道(17)，以及通过沿着预定轨迹分离所述安装基片(1)，分离所述复合基片，所述预定轨迹在所述通道(17)中居中延伸。
25.按照权利要求24所述的方法，其特征在于，通过沿着所述沟槽(9)锯切、喷沙或超声波振荡研磨所述覆盖基片(6)，暴露所述通道(17)。
26.按照权利要求24所述的方法，其特征在于，通过锯切分离所述安装基片(1)。
27.一种利用按照前述任何一个权利要求所述的方法生产的电子组件，包括由安装基片(1)和覆盖基片(6)构成的复合物，至少一个功能元件(3)以及与所述功能元件(3)接触的至少一个接合元件(4)被布置在所述安装基片(1)上，
所述覆盖基片(6)是布置在安装基片(1)上、并且在所述功能元件(3)上方形成空腔(11)的微结构化玻璃，所述接合元件(4)位于所述空腔(11)之外，
其特征在于，所述覆盖基片(6)是具有由玻璃构成的气相沉积微框架(7)的扁平玻璃块，所述微框架(7)的高度为3-10微米。
28.按照权利要求27所述的电子组件，其特征在于，所述安装基片(1)由硅构成。
29.按照权利要求27或28所述的电子组件，其特征在于，所述功能元件(3)包含活性半导体功能元件(3)。
30.按照权利要求27或28所述的电子组件，其特征在于，所述功能元件(3)包含活性传感器功能元件(3)。
31.按照权利要求27或28所述的电子组件，其特征在于，所述功能元件(3)包含光学活性功能元件(3)。
32.按照权利要求27-28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述玻璃块的厚度为500-1000微米，所述微框架(7)的框架网的宽度为1-500微米，高度为1-1000微米。
33.按照权利要求27-28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述玻璃块的厚度为500-1000微米，所述微框架(7)的框架网的宽度为80-100微米，高度为1-1000微米。
34.按照权利要求27-28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述玻璃块的厚度为500-1000微米，所述微框架(7)的框架网的宽度为80-100微米，高度为3-10微米。
35.按照权利要求27-28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述玻璃块的厚度为500-1000微米，所述微框架(7)的框架网的宽度为1-500微米，高度为3-10微米。
36.按照权利要求27至28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述覆盖基片(6)的至少一个侧面具有至少一个第一部分(26)和一个第二部分(27)，所述至少一个第一部分(26)和所述第二部分(27)具有不同的表面状态。
37.按照权利要求27至28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述至少一个第一部分(26)和所述第二部分(27)具有不同的粗糙度。
38.按照权利要求27至28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述接合元件(4)包含能够被引线接合的接合片。
39.按照权利要求27至28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述接合元件(4)包含能够被焊接的接合片。
40.按照权利要求27至28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，所述接合元件(4)由Au、Al、TiCu、AlSiCu或AlSiTi构成。
41.按照权利要求27至28中的任一项所述的电子组件，其特征在于，导热底座基片(21)被布置在所述安装基片(1)的下表面上。
42.按照权利要求41所述的电子组件，其特征在于，在所述安装基片(1)和所述导热底座基片之间设置胶接或者焊接的接头(20)。
43.按照权利要求41或42所述的电子组件，其特征在于，所述导热底座基片(21)由硅构成。
44.按照权利要求39所述的电子组件，其特征在于，焊料凸起(22)被装配到所述接合元件(4)上，并连接所述安装基片(1)和在底座基片(23)的下表面上的接合元件(4)，该底座基片(23)具备用于封装的功能元件(3)的开口。
45.一种光学装配件，包括：
具有开口和下表面接合片(4)的底座基片(23)，
光学部件(25)，所述光学部件(25)被布置在所述开口之上，并且与所述底座基片(23)连接，和
按照权利要求38所述的电子组件(15)，该电子组件具有至少一个光敏功能元件(3)，以及按照规定方式排列并且能够被焊接的接合片(4)，其中，所述电子组件(15)被布置在开口之下，并且与所述底座基片(23)连接，所述底座基片(23)和所述电子组件(15)之间的连接是通过熔融接合片(4)之间的焊料凸起(22)产生的精确居中的连接。
46.按照权利要求45所述的光学装配件，其特征在于，所述光学部件(25)是透镜。
47.按照权利要求45所述的光学装配件，其特征在于，所述光学装配件用在数字照相机中。
48.一种生产封装电子组件(15)的复合基片，包括：
-相互连接的安装基片(1)和覆盖基片(6)，
-在预定的网格区(2)内装配到所述安装基片(1)上的功能元件(3)，
-在预定的网格带(8)内装配到所述安装基片(1)上的接合元件(4)，所述网格带在所述网格区(2)之间延伸，
-具有由玻璃构成的气相沉积的微框架(7)的至少一个微框架结构(7)，所述微框架(7)的高度为3-10微米，所述微框架结构(7)被布置在所述覆盖基片(6)的下表面和/或所述安装基片(1)的上表面，其中，对应于网格区(2)形成空腔(11)，对应于所述网格带(8)形成通道(17)，在所述空腔(11)内布置至少一个功能元件(3)，和
-至少一个宏结构，通过去除表面区，
在所述覆盖基片(6)的上表面和所述覆盖基片(6)的下表面上引入所述至少一个宏结构，或者
在所述覆盖基片(6)的上表面上引入所述至少一个宏结构，
并且对应于所述安装基片(1)的网格带(8)产生沟槽(9，18)。
49.按照权利要求48所述的复合基片，其特征在于，所述覆盖基片(6)包含其厚度为500-1000微米的扁平玻璃、半导体、塑料、陶瓷和/或金属晶片。
50.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述微框架结构(7)的框架网的宽度为1-500微米。
51.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述微框架结构(7)的框架网的宽度为80-100微米。
52.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述微框架结构(7)的框架网的高度为1-1000微米。
53.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述微框架结构(7)的框架网的高度为3-10微米。
54.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述宏结构中的沟槽(9，18)的宽度为5-1000微米。
55.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述宏结构中的沟槽(9，18)的宽度为200-500微米。
56.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，在所述宏结构中的沟槽(9，18)的区域中，覆盖基片(6)的厚度被减少10-80％。
57.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，所述功能元件(3)包含活性半导体功能元件(3)、活性传感器功能元件(3)、和/或光学活性功能元件(3)。
58.按照权利要求48至49中的任一项所述的复合基片，其特征在于，至少一个散热底座基片(21)被置于所述安装基片(1)的下表面上。
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