CN1048093C - 一种空间光调制器的封壳 - Google Patents

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Abstract

一种包括一带有用于支托半导体器件的陶瓷底座和一透光罩壳和半导体器件封壳。一上表面为光学平面的密封环熔合于底座和底座上的导电通路，并与安装面成一选定角度关系；罩壳呈光学平面的上下表面与安装面之间成一选定角度关系；罩壳下表面上涂敷有环形反光涂层，反光涂层的中央有一与半导体器件对准的未经涂敷的窗口。

Description

一种空间光调制器的封壳
本发明涉及一种用于半导体器件的封壳。更确切的说，涉及一种用于空间光调制器(简称“SLM”)的保护封壳。空间光调制器包括一有源区阵列，每一有源区又包括一可偏转反光梁和选择性偏转此反光梁的地址电路。
人们已经知道许多用来在半导体晶片的第一层表面上制作有源区的工艺方法。有源区可以包含一个或多个晶体管，也可以包括一个有多种其他电路元件的集成电路。晶片最终被分离成许许多多个芯片(也称作小片或小条)，每一芯片包括一有源区阵列和一部分原晶片的第一层表面。每一有源区与第一层表面上的一个或多个键合点相连。通常用淀积或者在晶片顶部成形键合点的方法，使键合点与有源区成为电连通、并与晶片上形成的导体保持电接触。通常一些用来制作有源区的步骤同样也用来制作导体，这些导体本身与有源区就是电连通的。
把晶片分离成一个个芯片是用一种叫做“切割”的工序来完成的。切割工序是沿着相邻有源区之间或有源区与晶片边缘之间的切割线(lines)或切割槽(paths)来分离晶片的。
晶片常常是在进行制作有源区的工艺之前被切割成芯片的。切割后，芯片仍保持在芯片矩阵内，并对芯片矩阵进行工艺处理，从而在每一芯片上生成有源区。有源区可以包括一个空间光调制器(简称“SLM”)或与一个空间光调制器关联，如人们所熟知的偏转镜器件或数字微镜器件(合称为“DMD”)。
一个DMD包括一反光梁或类似的机械构件，此反光梁或类似的机械构件与有源区有关，因而被安装在(或铰接于)晶片及制成的芯片材料上，从而可以在一正常位置和一个或多个其他位置之间偏转或移动。梁的偏转是采用把梁吸向或吸至一邻近电极的方法来实现的。邻近电极与此梁处于不同的电位。梁的偏转将能量储存在安装构件或铰链内，储存的能量趋于使梁恢复到其正常位置。梁的运动是由与此梁关联的有源区的数字电路或模拟电路来控制的。用在梁下刻一阱的方法可以使梁的偏转变得容易起来。阱是用对晶片/芯片材料刻蚀方法形成的。参见美国专利5,061,049和5,083,857。
实际操作中，排列好的DMD阵列或矩阵接收来自某一光源的光。入射到反光梁上的接收光，视梁的位置而定，有选择地被反射到或不被反射到一个显示面上。只有当每一梁处于其所有可能位置中的一个特定位置时，反射光才被此反射梁反射到显示面上。当每一反射梁处于其他位置时，入射光的反射光不会落到显示面上。对与每一有源区的每一梁有关联的电路施加恰当激励可使到达显示面上的梁反射光呈现为一像素光栅化阵列(如普通电视机中的情况)，或为一像素扫描线(如行打印机中的情况)。参见美国专利4,728,185.
因为一个DMD既包括有电路元件，又包括有超微型可偏转梁，所以DMD对环境特别敏感，因而通常将DMD封装在一个封壳内，此封壳可允许光线进入，也允许光线从梁阵列上反射出来。封壳的制作和安装应该成本低廉，并且不应对DMD的操作使用产生不利影响。另外，如上所述，非调制光是不被梁阵列反射到显示面上去的。然而，除非仔细对非调制光进行适当“处理”，否则DMD中的或者周围的表面会如同调制光那样对非调制光进行反射和(或者)吸收，非调制光会被投射到显示面上。因此，最好DMD封壳也能防止(或者有助于防止)非调制光投射到显示面上。
本发明的目的在于提供一种空间光调制器的封壳，从而防止非调制光投射到显示面上。
鉴于上述以及其他一些发明目的，本发明从一个方面改虑设计一种用作半导体器件的封壳。所述器件可以是一个包含有一反光梁阵列的DMD。反光梁可以各自在一个正常位置和另一个(或多个)位置之间运动。正常位置时，入射到反光梁上的光被调制，也即，入射光被反光梁反射到一个显示面上。在其他位置时，入射光不被调制，也即，反光梁不把反射光投射到显示面上。
封壳包含一个陶瓷底座，陶瓷底座上有一用来支托器件的安装面。此安装面可以是一个成形在陶瓷底座上、与器件形状相似以及可放置器件的空腔底面。陶瓷底座最好用模压制成。底座上的第一层金属图形包括从底座的周边附近沿伸到安装面的周边附近的第一层金属通路。通路与被安装器件相连。
一条环形电绝缘耐熔密封环覆盖在底座和底座与安装面的周边之间的第一层金属通路上。密封环的下表面与下面的底座以及第一层金属通路熔合在一起。将密封环的上表面研磨并抛光成一与安装面呈一选定的角度关系的光学平面。
一透光玻璃罩罩在此器件上。玻璃罩的周边尺寸总体上与此密封环的外周边相同。对玻璃罩的上下表面进行研磨并抛光成相互之间呈一选定的角度关系的光学平面。这样，玻璃罩下表面的外围部分搁在密封环上，上、下表面与安装面呈一选定的角度关系。
玻璃罩的下表面可以带有一环形反光涂层。涂层的中央露出一无涂敷的窗口，窗口与器件对齐。在几个较佳实施例中，玻璃罩的下表面上有一环形槽，环形槽中有涂层涂敷。环形槽以及涂层本身，通常覆盖在密封圈的内周边和安装面的周边之上。环形槽的截面最好呈三角形，环形槽的外壁与玻璃罩表面基本垂直，其内壁与玻璃罩的下表面沿外壁呈一斜坡状。
可以用一些方法将玻璃罩下表面的外围部分封装到密封环上去。这些方法可以取五种不同形式。
第一，封装时，在密封环与玻璃罩的下表面的界面处可以放一些粘合剂。粘合剂最好是一种低漏气粘合剂，也可以是(或者含有)一种热凝环氧粘合剂，或者一种可以用紫外光复原的粘合剂。密封环漏气到一定程度，可以在玻璃罩底部、有环形槽的话最好在环形槽内，放一些人们所熟知的消气剂。
第二，封装时，可以在密封环和玻璃罩的下表面的界面处放一种软金属。最好是如铟或者铟合金之类的软金属，在垂直于或平行于界面处施加使其冷变形的力将玻璃罩与密封环封装在一起。平行力可以振动方式施加。
第三，封装时，对密封环和玻璃罩的下表面进行研磨和抛光。确切地说，如果研磨和抛光至光学平面，那么对垂直界面施加的力就可以将玻璃罩熔合到密封环上。上面所说的研磨、抛光而成的光学平面大约为一个或一个以下干涉条纹。
在上述第二和第三种方法中，封装材料可以进一步包括一种放在玻璃罩和密封环之间的界面外周边上的粘接物质。粘接物质可以是一种环氧树脂粘合剂，也可以是其他材料的粘合剂，从而可以在相对移动玻璃罩和密封环时，避免产生平行界面的剪切力。
第四，封装时可以将一种可湿焊材料涂敷在密封圈的上表面和玻璃罩的下表面上。焊料层将此二涂层密封在一起。焊料层的制作最好是把预制焊料放在玻璃罩和密封环的界面处，然后对此预制焊料加热使之熔化。焊料重新固化时即把界面封牢。可以用能够透过玻璃罩的幅射能把热量施加到预制焊料上。在后一种情况下，如果玻璃罩下表面上的涂层反射光，涂层就会是不连续的，就象在环形带的情况下，这种不连续性允许幅射能通过玻璃罩投射到预制焊料上。
第五，封装时可以将一层玻璃熔接物放在玻璃罩和密封圈的界面处。可以用把一预制熔接物放在界面处、然后再使熔接物与玻璃罩和密封圈紧密熔合的方法来制作此玻璃熔接物层。与预制焊料情相同，玻璃罩和密封圈的紧密熔接是用通过玻璃罩将集中幅射能加到预制熔接物上去的方法来实现的。
反射涂层涂敷在成形于玻璃罩里的环形槽内的情况下，最好在不掩蔽整个玻璃槽下表面(包括环形槽壁)的情况下，用金属化方法来制备涂层。然后，对下表面的非环形槽部分进行研磨和抛光以除去除环形槽壁以外的所有涂敷层。
在更进一步的实施例中，第一层金属图形包括一条接地通路。此接地通路与玻璃罩上的光反射涂层都是导电的。当玻璃罩搁在密封圈上时，可以将接地通路与光反射涂层电连接起来。如果玻璃罩内有环形槽，电连接装置在环形槽内包括一个导电台阶，当玻璃罩搁在密封圈上时，导电台阶与光反射涂层以及连接于接地通路、用来弹性咬合导电台阶的附属装置是电连通的。上述结构以及玻璃罩与器件之间留有的足够间距限制或防止了玻璃罩上建立静电荷。如果器件含有偏转梁，玻璃罩上的静电荷会不利于梁的偏转。
本发明所述封壳可以包括前述半导体器件以及一个或多个电学上与器件有关的芯片。这样，陶瓷底座可以包括一个或多个附加空腔。每一附加腔可用来固定一个芯片。密封环的大小可足以用来包围所有的腔体，而玻璃罩的大小可足以用来罩住所有腔体。支托器件的腔体最好位于附加腔中心位置。第二层金属通路从第一层金属通路沿伸至第二个腔体。这些第二层金属通路还在第二腔体之间沿伸，并从第二腔体沿伸至底座的边缘。密封圈最好熔接于底座，并与下面的沿伸至底座边缘的第一层和第二层金属通路熔接在一起。二条或多条第二层金属通路之间的电连接可以跨越在第一层金属通路之上。这些跨越连接可以用导线进行连接，这些导线绝缘跨越一些金属通路而与另一些金属通路相连。
图1是半导体器件局部侧视剖面图，并表示基于本发明原理的一种封壳实施例，此封壳包括一个罩壳，罩壳包括一成形在罩壳内的环形槽上的反光涂层；
图2是本发明所使用的一种半导体器件的总体描述图；
图3描述的是罩壳的局部，罩壳构成图1所述本发明封壳的一个单元，本图对在罩壳上淀积反光涂层作了示意描述；
图4描述的是图3所述淀积反光涂层之后罩壳的局部，并去除部分反光涂层，从而使罩壳只在选定区域具有反光性能的情况作了示意描述；
图5和图6是类似于图1所述罩壳实施例的另一种实施例；
图7描述的是在类似于图5所描述的罩壳上加上防止在罩壳上建立静电荷的装置的情况；
图8描述的是图1以及图3-图6所描述的本发明的另一种形式罩壳的情况；
图9描述的是用于本发明所述封壳的底座的局部情况，所描述的底座是图4-图7所描述的底座的另一种形式；
图10描述的是不同于图4-图7以及图9的另一种底座形式，此底座按照半导体原理包括一将多个器件安装并连系在一单个封壳内的装置。
首先参见图1、图2a和图2b，图中，半导体器件10做在从一块晶片(图中未画出)上切割下来的半导体芯片12上。众所周知，从晶片上可以切割出许许多多这样的芯片12。芯片12包括一有源区阵列13(这里概括地表示为14)，以及一个或多个与之有关的键合点16。键合点16通过淀积在晶片上的导体18，与有源区14保持电连通。导体18是用与制作有源区14的一些相同的工艺方法制成的，并与有源区保持电连通。键合点16通常成形在数个合适的导体18之上，并与导体18保持电连通。最后，每一芯片12被安装在管座20上，管座20上有导电面22，键合点16通过键合连线24与导电面保持为电连通。导电面22可以依次被连接到一框架28的一个个
导线26上，这也是众所周知的。导线26可以是平直的，或是一定形状的，或者如图6剖视图所表示的那样。线架28可以是有引线的，也可以是无引线的。再有，如众所周知的那样，预制线架(图中未画出)的导线可以取代一些或全部导电面22，或者如图所描绘的那样，一预制线架28可被连接到导电面22上，用以提供连接电路板或其他应用元件的电通路。
每一个有源区14可以包括一个DMD或其他的SLM，这里概括地用30表示。DMD的30包括共同转让给霍恩贝克的美国专利5,061,049以及转让给李的美国专利3,600,798中所描述的那种类型。也可以是其他类型的DMD的30，如转让给凯德的美国专利4,356,730、转让给哈特斯坦等的美国专利4,229,732、转让给内桑森等的美国专利3,896,338和转让给古尔贝尔等的美国专利3,886,310中所描述的那种类型。上述任何一种类型的DMD的有源区可用于共同转让给内尔森等的美国专利5,101,236、转让给德蒙德等的美国专利5,079,544、转让给内尔森的美国专利5,041,851以及转让给托马斯的美国专利4,728,185所描述的任何一种系统。
如图2所概述的那样，一较佳DMD30包括一反射偏转梁32以及有关的电路元件34，这些元件作为地址电路，用来选择偏转梁32。梁32和电路元件34形成单片的较佳方法和其他方法详见上述专利中的描述。通常，梁32的偏转是由一个或多个铰链或扭力构件35上下移动或转动来实现的。每一梁32的下面，芯片12的一个层面上成形有一底切阱36，用以容纳梁的偏转。通常，梁32的偏转是用加到梁上的一个电场产生的吸引力来实现的，而电场来自于位于阱36中的电极38上的电位。电极电位是由电路元件34产生的，梁32、电极38与电路元件34为电连通。
按照本发明，管座20与罩壳42组成一封壳44。
管座20包括一用模制陶瓷材料制成的底座46。导电面22可用淀积于底座46上的方法制成，原材料用绕结工艺将导电面22与底座46连接在一起。然而，导电面22的更精确的定位烧结，是在底座46经烧结后，将导电面淀积到底座上，然后再适当加热，把导电面与底面熔合在一起来实现的。导线26是用任何熟知的方法键合到导电面上去的。
在一些实施例中，未经烧结的模制底座46上有一个成形在底座46上的空腔48。采取恰当的措施，从而使空腔底面50成为芯片12的一个精确安装面。也即，底面或安装面50是一个平面，且与芯片12及其有源区14(特别是反射梁32)的临界面呈一确定的角度关系。图9描述的是底座146的另一种形式，它没有空腔48，但却有一个高出来的表面150，从而划定了一个与芯片12的临界表面呈一确定关系的安装平面。无论是罩壳42还是罩壳142与底座146一起使用，都可能有必要在底座146上成形一个凹下去或低洼的区域，从而可以容纳高于表面150的器件体10。在有空腔48的情况下，通常是将空腔构筑成与芯片12同形，从而可以容纳芯片12。如已知的那样，底面50(以及表面150)可以包含一导电层52，该层接地是为了方便地防止底座上静电荷的生成，静电荷对器件10的工作产生不利的影响。
图1和图5-图7所示的罩壳42含有一环形槽54，其槽壁56和58上覆盖有反光涂层60，从而在罩壳42的周边64范围内构成了一个环形反光系统62。图8所示的另一种罩壳142基本上是平面状的，它不包括环形槽54，但也包括一反光涂层160，反光涂层160在其周边范围164内构成了一个环形反光系统162。通常，不论器件10是否搁在空腔48内，均使用罩壳42，并且与器件10一起使用的光学系统(图中未画)包括棱镜。如果光学系统中不包含有棱镜，则应该用平面形罩壳142。如上所述，如果器件不搁在空腔48内，则罩壳42或142必须经过凹切或低洼切屑加工以容纳器件10。
罩壳42或142最好通过一中间玻璃密封圈70安装到底座46或146上。密封圈70是一个薄形、平面环形体，其形状与罩壳42或142的周边形状类似。密封圈70由玻璃、或是一种类似的可经抛光至高度光学平面的材料、最好可用加热方法使之熔合到底座46(以及导电面22)上去的材料制成。
正如前文所指出的那样，安装面50和150平坦的，与装在安装面上的器件临界面呈一已知角度。同样，安装面50、150和一部分带有导电面的底座46和146之间的角度也是已知的。这样，搁在安装面50或150上的器件10的临界面与底座46或146的带导电面的安装面成一已知角度。如果密封圈70的上表面72和下表面74经研磨并抛光成光学平面，则当下表面74搁在底座46(或146)和导电面22上时，上表面72就将与器件10的临界面成一已知的角度。同样，如果罩壳42(或142)的上表面76和下表面78经研磨并抛光成光学平面，并且罩壳的下表面78搁在密封圈70的上表面72上，则上下表面76和78，以及上下表面76和78之间通过罩壳42(或142)的光路与器件10的临界面之间将有一已知关系。
在一种实施例中，环形槽54的截面呈V形或三角形，如图1和图5-图7所示的那样。环形槽54的一个槽壁56与罩壳42的上下表面76和78垂直，而上下表面76和78是互相平行的。环形槽54的另一槽壁58向罩壳42的周边64和向罩壳42的下表面78倾斜且与槽壁56相截。罩壳42的上下表面76和78未经涂敷，环形槽54的槽壁56和58上涂有反光涂层60，从而制成一环形反光系统62。此光学系统62划定了罩壳42上、下表面76和78之间一个未经涂敷的中央窗口80。窗口80应能直接覆盖器件10，特别是覆盖DMD30有源区14的阵列13。
罩壳42下表面78的外周边区域搁在密封70的上表面72上，就获得了上述角度关系，窗口80就正中地覆盖DMD30。后文将对罩壳42封装到密封圈70上去的不同方法作简要描述，采用这种方法，当光线投射到DMD30的梁32上，并经梁反射时，使有源区14特别是DMD30免受环境污染和其他污染。
在环形槽54的槽壁56和58上涂敷环形反射涂层60时可用无掩模工艺来实现。制作图1和图5-图7的罩壳时，如图3所示，总体结构与罩壳42一致、并带有环形槽54的玻璃体42′和下表面78′上用一种金属反光材料(如银或铝)涂敷成涂层60′。涂敷工艺可用溅射、蒸气或等离子体淀积的方法或其他方便的办法来实现，从而毫无区别地涂敷整个下表面78，包括环形槽54的槽壁56和58。这里，涂敷在图3中用箭头82表示。涂层42′如图4所示。
金属涂层60′淀积以后，平行于上表面76的下表面78上的涂层经研磨并抛光，其目的有两个。其一，从下表面78的上面一层平行部分上除去涂层60′，仅仅留下环形槽54的槽壁56和58上的涂层60。涂层60′的去除可以用常用方法来实现，见图4中的箭头84所示。从而露出具有锐利边界的反光涂层60。其二，研磨和抛光还使得下表面具有所要求的光学平面(约为1个或1个以下干涉条纹)。涂层42′的上表面76，如前所述，可以与下表面同时，或者在下表面之前或之后进行研磨及抛光，从而完成罩壳42的制作。
参见图1，该图描绘了将罩壳42封装到底座46上去，从而形成封壳44的第一种工艺方法。将一种最好是低漏气的粘接剂90涂敷到密封环70的经研磨和抛光的上表面72以及/或者罩壳42的经研磨和抛光的下表面78的外周边区域上。图1中大大放大了界面72/78处粘接剂90的高度或者厚度。
本发明可以使罩壳42相对于密封圈70精确定位，从而确保表面72和78之间相互平行。这种平行关系进一步确保槽壁56和58以及槽壁上的反光涂层60相对于有源区14，特别是相对于DMD30的反光梁32，具有所要求的角度关系。更具体地说，粘合剂90中可以含有精细玻璃或者塑料微粒。这些塑料微粒的直径为2密耳±1.5微米。这种塑料微粒为公众所知，并可从市场上买到。
含有塑料微粒可使得罩壳42与密封圈(其上下表面72和78上涂有带塑料微粒的粘接剂90)可以挤压一起，直至在上下表面72和78的界面上只留有一层塑料微粒。挤压在一起只留下一层塑料微粒是因为，当罩壳42和密封圈70挤压在一起时，某些原先直接位于另一些塑料微粒之上或之下的塑料微粒滑向一边的缘故。因为这些塑料微粒具有一定的直径，一旦只形成单塑料微粒层时，这一直径就控制并确定了上下表面72和78之间的间距。此间距当然也就是2密耳±1.5微米，此间距空隙间充满有同样厚度的粘接剂90。还有，界面72和78上的塑料微粒可使上下表面72和78大体上保持平行。
粘接剂90可处理或硬化，随后器件10被密封以免受会对器件工作产生不利影响的污染。如果粘接剂90漏气产生麻烦，在环形槽54中任一便利之处可以放些消气剂(图中在位置92处)，消气剂被反射涂层60“隐藏”在槽壁56和58处。这样，环形槽54就为消气剂提供了一个在其他情况下不会有的、具有一密封容积的消气剂贮槽。
罩壳42的上下表面76和78与器件10以及DMD30的反射梁32之间的已知角度关系确保光恰好透过罩壳42和它的窗口80入射到反射梁32上，当对光调制时，再由反射梁通过罩壳42把反射光反射出来。槽壁56和58的角度取向，也即反射涂层60的角度取向的选择使得入射到反射梁32上未经调制的入射光从反射梁32上反射至涂层60上，再从涂层60上反射的反射光方向使得非调制光不会也不能到达显示面上。这样，反射涂层60的作用是阻止非调制光进入此光学系统，正是通过此光学系统，DMD30将光线投射到显示面上的。
继续参见图1，在把罩壳42封装到底座46上去的第二种工艺方法中，标号90表示位于界面72/78处的一种软金属，如铟或铟合金。图1中同样大大放大了软金属90的高度和厚度。一种合适的软金属在垂直于以及(或者)平行于界面72/78的方向上施压时会充分冷变形，从而将罩壳42粘接到密封环70上。视软金属而定，可用一恰当频率在平行于界面方向施加一振动力。因为当对界面施加一剪切力时，软金属90不会阻止罩壳42和密封环70之间的相对运动，所以可以把粘合剂94(如环氧树脂粘合剂)的碎粒或分离小块(dads)涂抹在交界面72/78的外面。因为粘合剂94是涂抹在界面72/78外面的，所以即使是潜在的漏气也是不成问题的。
第三种用于把罩壳42封装到底座46上去的工艺方法包括使用一种预制烧结玻璃，图1中也用标号90表示，其高度或厚度也被放大了。在把预制烧结玻璃放在界面72/78上以后，就对预制烧结玻璃90加热(最好用集中幅射能方法加热)。对预制烧结玻璃90施加辐射能还最好通过罩壳42进行，在图1中用箭头96表示。施加的辐射能把预制烧结玻璃90与界面72和78熔接在一起，从而把罩壳42与底座46密封在一起。
图5描绘的是把罩壳42封装到底座46上去的第四种工艺方法。这种工艺方法包括一开始对罩壳42的下表面78的外周边区域，以及密封圈70的上表面72进行抛光而成光学平面，其精度约为一个或一个以下干涉条纹。然后，用垂直于和/或平行于界面72/78的方向对界面72/78施加足够大小的力，从而把界面72/78粘接在一起。与第二种工艺方法类似，粘接界面72/78也不能耐受施加在界面上的剪切力。因而相应地也可以在界面72/78的外部涂抹小滴或小块粘接剂94。
图6表示把罩壳42封装到底座46上去的第五种工艺方法。这种工艺方法使用一种放在界面72/78处的预制焊料100。放置前，分别在罩壳42的下表面78的外周边处以及密封圈70的上表面处涂抹一种可湿焊的金属涂层102和104。因为最好如图中用箭头106所示的那样通过罩壳42，用集中辐射能熔化预制焊料100，因而涂层102含有一最好呈环形的陡变面108，辐射能106通过这一陡变面将预制焊料100熔化。如果没有这一陡变面108，涂层102会反射太多的辐射能106，从而不能有效地熔化预制焊料100。如前几个附图一样，涂层102、104和厚度以及预制焊料100的厚度在图6中也是被放大了的。
上述五种工艺方法可以被用来把罩壳42封装到另一种上面不带空腔48的平面底座146上去。调整窗口80处罩壳42的下表面78的高度，从而使得在器件10的上方留有足够的空间。这一步可以通过研磨以及抛光窗口80处的下表面78，或者最好通过适当调整密封圈70的厚度来实现。
上述五种工艺方法也可以用来将另一种平面罩壳142封装到带有空腔48的底座46上去。在这种情况下，环形反射系统162可在确定窗口180的下表面78上含有一环形反光涂层160。因为这里没有环形槽54，所以如果需要使用消气剂92的话，必须另外有个地方(图中未画)用以存放消气剂92。将密封圈70的厚度调整至所需的间距和间隙。在使用上述五种工艺方法把平面罩壳142封装到平面底座146上去时有必要采用类似的方法。
窗口80处罩壳42的下表面78的间距最好是这样，在罩壳42(或142)上有电荷建立起来时，因电荷的建立对DMD反射梁32偏转的影响应为最小。如上所述，调整间距的一种方法可以是调整密封环70的厚度。图7描绘的是一种用来大大防止在罩壳42上建立静电荷的工艺方法。
明确地说，罩壳42的下表面78上的环形槽54中含有一台面112，或位于一处或多处的其他平面构件。台面112最好位于槽54的每一角落。台面112和罩壳42通常为矩形。每一台面112的下表面116上覆盖有一导电涂层114，涂层114可与涂层60相同，并可与涂层60同时淀积，并与涂层60保持电连通。因为每一台面112的下表面116是在罩壳42的下表面78的下面向下凹切而成的，所以在对下表面78进行研磨和抛光时涂层114不会受到影响，并且涂层114与反光涂层60保持电连通。当连线24键合在键合点16和导电面22之间时，连线环路118可与成形在导电面22之上的抛光导电层120导通，并与绝缘层122绝缘。连线环路118应具有足够的高度，从而当罩壳42的下表面78搁在密封环70上时，连线环路118可弹性接触每一台面112上的导电涂层114。在这种情况下，涂层114以及反光涂层60是接地的。接地可大体上降低(如果不是消除的话)在罩壳.42上静电荷的建立。
图10描绘的是另一种底座246，用前面描述的工艺方法可以把罩壳封装到底座246上去。底座246可含有多个空腔248，并与器件210同形，从而可以容纳多个器件210。罩壳42或142可以是平面形状的，或是在每一覆盖DMD230的区域处含有槽54，每一槽54的槽壁56和58上涂有反光层60。罩壳42或142分别覆盖每个器件210，并封装到底座246上，以及/或者在基座的外周边处封装到底座246上。在一种较佳实施例中，只有一个DMD230，而其他器件210与此DMD230关联，则此DMD以及空腔248位于底座246的中间。金属带222从DMD230沿伸至其他器件210、两个或多个器件210之间，以及从DMD230和其他器件210延伸至底座246的周边。这些金属带222可以通过任一种合适的工艺〔如镁离子(mag-ion)法〕淀积制得。密封环70最好包围所有的器件210，并与底座246以及下面的金属带熔合在一起。两个金属带222之间的必要跨越电连接包括键合在相应金属带222的连线200，以及与金属带222绝缘的交错跨越线，如图中300所示。器件210习惯上可设计成便于器件210之间通过导电带222的单层布线。跨越线300最好在整个单层布线无法实现时再使用。
在对本发明的几个较佳实施例作了描述以后，本行业的技术人员会意识到，在不偏离后文权利要求书所涉及的本发明的情况下，可以对上述实施例作出种种变异和添加。

Claims (43)

1.一种空间光调制器的封壳，其特征在于，所述器件包括一反光梁，反光梁可以在一个正常位置与另一个或多个其他位置之间运动，正常位置下，入射到反光梁上的光被调制，在其他位置下，入射光不被调制，封壳包括：
一带有一安装面的陶瓷底座，安装面用于支托器件；
在底座上的第一层金属图形，包括从近底座的周边沿伸至安装面周边的第一层金属通路，该通路用于与所述被安装器件的电连接；
一总体上说由电绝缘耐熔材料制成的环形平面密封圈，密封圈覆盖在底座以及底座周边、安装面之间的第一层金属通路之上，安装面的下表面与下面的底座以及第一层金属通路相融合，安装面的上表面经研磨和抛光成光学平面，并与安装面呈一选定的角度关系；
一覆盖在器件之上的透光玻璃罩壳，所述罩壳总体上与密封圈的外周边吻合，罩壳的上表面和下表面经研磨和抛光成光学平面，并相互之间呈一选定的角度关系，从而在罩壳下表面的外围部分搁在密封圈上时，上表面和下表面相对于安装面呈一选定的角度关系；
一涂敷在罩壳下表面上的环形反光涂层，所述反光涂层中央有一未经涂敷的窗口，窗口与所述器件对准；
将罩壳下表面的外围部分封装到密封环上去的装置。
2.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，
在所述罩壳和下表面上成形有一环形槽，环形槽总体上覆盖住密封圈的内周边和安装面空腔的周边，环形槽槽壁上涂敷有反光涂层。
3.如权利要求2所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述环形槽的截面通常为三角形，其外槽壁通常垂直于罩壳的上下表面，其内槽壁从外槽壁向罩壳的下表面倾斜。
4.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封装置包含一位于密封圈和罩壳下表面的界面上的粘接剂。
5.如权利要求4所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述粘接剂是一种低漏气粘接剂。
6.如权利要求4所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述的粘接剂含有位于界面处的、充满所述界面宽度的单层微粒。
7.如权利要求6所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述微粒是塑料微粒或玻璃微粒。
8.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述装置进一步包括：
一种位于由底座、密封圈和罩壳所界定的容积内的消气剂，所述消气剂用于防止因粘接剂漏气而导致的对器件的不利影响。
9.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封是在密封圈和罩壳的下表面界面上含有一种软金属。
10.如权利要求9所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述的软金属是从含有铟和铟合金的一组材料中选择出来的。
11.如权利要求9所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述罩壳和密封圈通常是用施加垂直于界面的力，从而使软金属变形的方法密封在一起的。
12.如权利要求9所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述罩壳和密封圈通常是用施加平行于界面的力，从而使软金属冷变形的方法密封在一起的。
13.如权利要求9所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述罩壳和密封圈是用既施加垂直于界面的力、又施加平行于界面的力，从而使软金属冷变形的方法密封在一起的。
14.如权利要求13所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述平行于界面的力是振动力。
15.如权利要求9所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封装置进一步包括在界面的外周边处放在罩壳和密封圈上的粘合材料，所述粘合材料防止因加在界面处的剪切力而产生的罩壳和密封圈的相对移动。
16.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封装置包括密封圈和罩壳下表面经研磨抛光成光学平面部分，从而施加的垂直于界面的力可将罩壳熔合到密封圈上。
17.如权利要求16所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述研磨抛光部分的光学平面约为1个或1个以下干涉条纹。
18.如权利要求16所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封装置，进一步包括所述放在罩壳和密封圈上界面外周边处的粘合材料，所述粘合材料防止因平行于界面所施加的剪切力而产生的罩壳和密封圈之间的相对移动。
19.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封装置包括
在密封圈表面上涂敷的可湿焊料涂层，
一在罩壳下表面的外围部分上涂敷的可湿焊料涂层。
一将涂层密封在一起的焊料层。
20.如权利要求19所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，焊接层的制作方法是把预制焊料放到罩壳和密封圈的界面上，然后对预制焊料施加足够的热量使其熔化、焊料重新凝固从而密封界面。
21.如权利要求20所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述对预制焊料加热是用集中辐射能的形式来实现的。
22.如权利要求21所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述辐射能是通过罩壳加到预制焊料上去的。
23.如权利要求22所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述涂敷在罩壳下表面，外围部分的涂层可以反射辐射能，其中：
所述罩壳下表面外围部分上的涂层，外围部分的整个周界上的内周边和外周边之间是不连续的，这种不连续性允许辐射能投射到预制焊料上并使之熔化。
24.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述密封装置在罩壳和密封圈的界面处含有一层烧结玻璃层。
25.如权利要求24所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述烧结玻璃层是用把预制烧结玻璃放在界面上，然后将预制烧结玻璃熔合到罩壳和密封圈上去的办法制得的。
26.如权利要求25所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述预制烧结玻璃的熔合是用对预制烧结玻璃施加集中辐射能的方法来实现的。
27.如权利要求26所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述辐射能是通过罩壳加到预制烧结玻璃上去的。
28.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，当陶瓷底座未经烧结时，把第一层金属图形淀积到底座上，随后底座经烧结使第一层金属图形熔合到底座上去。
29.如权利要求28所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，当所述密封圈未经烧结时，把所述密封圈放置在底座上，然后密封圈经烧结，使密封圈熔合到底座和第一层金属图形上。
30.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，在陶瓷底座经烧结以后，把第一层金属图形淀积到底座上，然后第一层金属图形经烧结使之熔合到底座上。
31.如权利要求30所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，当密封圈未经烧结时，把密封圈搁置在底座上，然后烧结密封圈使之熔合到底座和第一层金属图形上。
32.如权利要求2所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述装置进一步包括：
第一层金属图形中的接地通路，所述接地通路与反光涂层电连通，
当罩壳搁在密封圈上时，接地通路与反光涂层为电连接的装置。
33.如权利要求32所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述电连接装置包括
一位于槽内、且与反光涂层电连通的导电面，
连接于接地通路、用来当罩壳搁在密封圈上时弹性电吻合于所述表面的附属装置。
34.如权利要求33所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述接地通路与反光涂层之间的连接可有效地消除因罩壳上出现足够多的静电荷而对反射梁的偏转产生的不利影响。
35.如权利要求33所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述覆盖在器件上的罩壳之间留有足够的间距，从而消除因罩壳上的任何静电荷而对反射梁的运动产生的不利影响。
36.如权利要求33所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述接地通路与反光涂层之间的连接可有效地消除因罩壳上出现足够多的静电荷而对反射梁的偏转产生的不利影响，
所述连接和罩壳-器件间距可将罩壳上的静电荷减低到最小，从而防止当静电荷出现时对反射梁的偏转产生的不利影响。
37.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述底座具有一与器件同形、可容纳器件的第一空腔。
安装面为空腔底面。
38.如权利要求1所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述装置用作所述器件以及一个或多个与所述器件电关联的芯片的封壳，所述封壳进一步包括：
一个或多个底座上的第二空腔，每一第二空腔用来容纳一个芯片，密封圈的大小足以包住所有的空腔，罩壳的大小足以覆盖所有的空腔。
39.如权利要求38所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述第一空腔相对于所述第二腔来说，位于中央位置。
40.如权利要求38所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述装置进一步包括：
所述第二层金属路径(i)从所述第一金属通路沿伸至所述第二空腔，(ii)沿伸在所述第二空腔之中，(iii)从所述第二空腔沿伸至所述底座的周边，所述密封圈熔合到底座以及沿伸至底座周边底下的金属通路上。
41.如权利要求40所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，在所述金属图形熔合到底座上去之后，以及在把密封圈搁置到底座上去之前，所述第二层金属通路是由对底座进行选择性金属化的方法成形的。
42.如权利要求40所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述装置进一步包括所述第二层金属通路之间电连接为跨越在金属通路之上的跨越连接。
43.如权利要求42所述的空间光调制器的封壳，其特征在于，所述电连接包含跨越选定金属通路并连接到其他选定金属通路上的绝缘跨越线。
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