DE102017215531A1

DE102017215531A1 - Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung mittels Laser-Schmelzen und mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss

Info

Publication number: DE102017215531A1
Application number: DE102017215531.0A
Authority: DE
Inventors: Jochen Reinmuth; Martin Rambach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-03-07
Also published as: CN109422241A; TW201919986A; TWI772507B; US10836631B2; US20190071307A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung mittels Laser Schmelzen mit den Schritten:
(A) Bereitstellen einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem Zugangskanal (20), welcher an einer äußeren Öffnung (30) einen Kragen (40) aufweist.
(B) Verschließen der äußeren Öffnung (30) des Zugangskanals (20) mittels Laserbestrahlung des Kragens (40), wobei der Kragen (40) wenigstens teilweise geschmolzen und die äußere Öffnung (30) mit Schmelze aus einem Material des Kragens verschlossen wird.
Die Erfindung betrifft auch eine mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss, insbesondere hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die mikromechanische Vorrichtung einen Zugangskanal (20) aufweist, welcher an einer äußeren Öffnung (30) einen Kragen (40) aufweist, wobei die äußere Öffnung (30) des Zugangskanals (20) mit einem Schmelzverschluss (90) aus einem Material des Kragens verschlossen ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung mittels Laser-Schmelzen und eine mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss.
MEMS Elemente bestehen häufig aus einem Sensorelement, das durch eine Kappe von Umwelteinflüssen geschützt ist. Dies ist aus mehreren Gründen notwendig. Oft ist die Funktion des Sensorelements nur innerhalb eines bestimmten Druckbereichs gegeben. Mit Hilfe der Kappe wird der Umgebungsdruck des Sensorelements eingestellt, eingeschlossen und eine (geringe) Variation des Drucks innerhalb der Spezifikationsgrenzen über die Lebensdauer des Bauelements sichergestellt.
Zur Einstellung des benötigten Drucks innerhalb der Sensor-Kaverne des Sensorelements sind verschiedene Verfahren möglich. So kann beispielsweise der Druck während des Bondprozesses zwischen dem Sensor-Wafer und dem Kappen-Wafer eingestellt werden. Alternativ kann auch in jeder Sensor-Kaverne ein Zugangsloch zur Umgebung realisiert werden, dass bei einem definierten Druck mittels Laserverfahren verschlossen wird. Dieses Verfahren hat viele Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Druckverteilung über den Wafer und Genauigkeit der Druckeinstellung. Aus der deutschen Patentanmeldung DE 102014202801.9 ist ein derartiges Verfahren bekannt.
Nach oder während dem eigentlichen Laser-Verschließen können im Bereich des Verschlusses Rissen entstehen. Falls dadurch die Kaverne undicht wird, stellt das ein Risiko für die Funktionalität des MEMS Elements dar.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine mikromechanische Vorrichtung mit einem mechanisch robusten Verschluss zu schaffen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung mittels Laser Schmelzen mit den Schritten:

(A) Bereitstellen einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem Zugangskanal, welcher an einer äußeren Öffnung einen Kragen aufweist.
(B) Verschließen der äußeren Öffnung des Zugangskanals mittels Laserbestrahlung des Kragens, wobei der Kragen wenigstens teilweise geschmolzen und die äußere Öffnung mit Schmelze aus einem Material des Kragens verschlossen wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass im Schritt (A) eine mikromechanische Vorrichtung mit einer äußeren Hauptfläche bereitgestellt wird, wobei der Kragen in einer Ausnehmung in der äußeren Hauptfläche angeordnet ist, insbesondere derart, dass der Kragen mit der äußeren Öffnung des Zugangskanals gegenüber der äußeren Hauptfläche versenkt angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass im Schritt (A) eine mikromechanische Vorrichtung bereitgestellt wird, wobei der Kragen eine Sub-Strukturierung durch wenigstens einen Graben aufweist, welcher ringförmig um die äußere Öffnung angeordnet ist und sich parallel zum Zugangskanal erstreckt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass im Schritt (A) eine mikromechanische Vorrichtung bereitgestellt wird, wobei der Kragen eine Sub-Strukturierung durch Sacklöcher aufweist, welche sich parallel zum Zugangskanal erstrecken und insbesondere einen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass vor dem Schritt (A) der Zugangskanal oder auch die Ausnehmung oder auch der Kragen wenigstens teilweise durch Laserbohren hergestellt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass vor dem Schritt (A) die Ausnehmung oder auch der Kragen oder auch die Sub-Strukturierung wenigstens teilweise durch Trockenätzen hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss, insbesondere hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die mikromechanische Vorrichtung einen Zugangskanal aufweist, welcher an einer äußeren Öffnung einen Kragen aufweist, wobei die äußere Öffnung des Zugangskanals mit einem Schmelzverschluss aus einem Material des Kragens verschlossen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung sieht vor, dass die mikromechanische Vorrichtung eine Ausnehmung in einer äußeren Hauptfläche aufweist und der Kragen in der Ausnehmung angeordnet ist, insbesondere derart, dass der Kragen mit der äußeren Öffnung des Zugangskanals gegenüber der äußeren Hauptfläche versenkt angeordnet ist.
Der Kern der Erfindung besteht in einer modifizierten Auslegung der Geometrie des Verschlussbereichs, der für die Laser-Verschließung verwendet wird, indem an der äußeren Öffnung des Zugangskanals ein Kragen angeordnet ist. Damit wird es möglich bisherige rissanfällige Geometrien zu ersetzen als auch neue Anwendungen zu erschließen. Insbesondere eine Verlagerung des Laser-Verschlusses in eine Ausnehmung, wie insbesondere eine Laser-Kaverne, unterhalb der hauptsächlichen Oberfläche ermöglicht bei der Weiterverarbeitung der MEMS Wafer eine Minimierung der Ausfallrate durch Beschädigung des Laser-Verschlusses. Zusätzlich kann die Verlagerung in sehr tiefe Ausnehmungen, insbesondere Laser-Kavernen erfolgen, so dass auch nach dem Laser-Verschluss noch Abtragsverfahren, wie beispielsweise CMP zur Reduzierung der Waferdicke angewandt werden können.
Vorteilhaft kann die Erfindung für viele verschiedene MEMS, insbesondere Sensoren eingesetzt werden. Dies umfasst u.a. Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Kombi-Elemente mit Beschleunigungs- und Drehratensensor auf einem Chip, als auch weitere neuartige Sensoren und weitere MEMS, die eine definierte Einstellung des Kavernendrucks benötigen.
Zusätzlich kann die Erfindung auch zum Verschließen von Zugangslöchern, die dem Einbringen von Materialien in die Kaverne dienen, verwendet werden. Dies können beispielsweise Materialien zur Beschichtung oder zum Ätzen sein.
Figurenliste

1 zeigt eine erste mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss im Stand der Technik.
2 zeigt eine zweite mikromechanische Vorrichtung mit einem tiefergelegten Laser-Schmelz-Verschluss im Stand der Technik.
Die 3 a und b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss vor dem Verschließen.
4 zeigt eine mittels Laserschmelzen verschlossene erfindungsgemäße mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss.
Die 5 a und b zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einer dünnen Wandstärke des direkt umgebenden Materials.
Die 5 c und d zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einer dicken Wandstärke des direkt umgebenden Materials.
Die 6 a und b zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einem großen Lochdurchmesser im Verhältnis zum Wandstärke des direkt umgebenden Materials.
Die 6 c und d zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einem kleinen Lochdurchmesser im Verhältnis zur Wandstärke des direkt umgebenden Materials.
Die 7 a und b zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einer ringförmigen Sub-Strukturierung des direkt umgebenden Materials.
Die 7 c und d zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einer ringförmigen Sub-Strukturierung des direkt umgebenden Materials mit unterschiedlichen Tiefen.
Die 7 e und f zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss mit einer lokalen Sub-Strukturierung des direkt umgebenden Materials mit Sacklöchern mit quadratischem Querschnitt.
8 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung mittels Laser-Schmelzen.

Beschreibung
1 zeigt eine erste mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss im Stand der Technik. Dargestellt ist eine mikromechanische Vorrichtung mit einer Kaverne 15, welche im Wesentlichen von einem MEMS-Wafer 100 und einer Kappe 25 umschlossen ist. In der Kaverne 15 ist ein mikromechanisches Funktionselement 10 angeordnet. Die mikromechanische Vorrichtung weist einen Zugangskanal 20 auf, welcher einen Zugang von einer äußeren Umgebung zur Kaverne 15 bildet. Der Zugangskanal 20 endet dazu in einer äußeren Hauptfläche 60 der mikromechanischen Vorrichtung mit einer äußeren Öffnung 30. Die äußere Öffnung 30 ist mit einem Schmelzverschluss 90 verschlossen, der durch Laserschmelzen aus umgebendem Material gebildet ist.
2 zeigt eine zweite mikromechanische Vorrichtung mit einem tiefergelegten Laser-Schmelz-Verschluss im Stand der Technik. Im Unterschied zu 1 ist hier die äußere Öffnung 30 des Zugangskanals 20 in einer Ausnehmung 50 in der äußeren Hauptfläche 60 der mikromechanischen Vorrichtung angeordnet. Ebenso ist dadurch auch der Schmelzverschluss 90 in der Ausnehmung 50 und somit versenkt unter der äußeren Hauptfläche 60 der mikromechanischen Vorrichtung angeordnet.
Bei bisherigen Realisierungen des Laser-Verschlussverfahrens wird entweder der Zugang zur Sensor-Kaverne direkt auf der Oberfläche verschlossen (1) oder in einer breiten Laser-Kaverne unter der Oberfläche (2). Erfolgt der Verschluss direkt an der Oberfläche, so ist die Weiterverarbeitung der Sensorwafer nur eingeschränkt möglich, da der Verschluss empfindlich ist und leicht beschädigt werden kann. Bei dem unter die Oberfläche gelegten Verschluss in einer breiten Laser-Kaverne besteht jedoch ein erhöhtes Risiko, dass sich Spannungsrisse ausbilden, die letztendlich zu Undichtigkeiten der zu verschließenden Sensor-Kaverne führen. Dies bedeutet, dass ein solches Sensorelement nicht mehr funktional ist. Daher ist eine Optimierung des Laser-Verschlusses notwendig.
Die Ursache der Entstehung von Spannungsrissen sowohl bei Verschlüssen an der Oberfläche als auch bei tiefergelegten Laser-Kavernen liegt in dem Laser-Verschluss-Verfahren selbst. In dem Verschlussbereich wird durch den Laser das Material erhitzt bis es flüssig ist. Die Flüssigkeit verschließt das präparierte Zugangsloch. Bei dem anschließenden Erstarrungsprozess dehnt sich das bereits zuvor flüssige Material aus. Es handelt sich hierbei um eine bekannte Anomalie, vergleichbar zu der von Wasser und Eis. Zusätzlich führt der Temperaturgradient zwischen dem bereits erstarrten Material und dem umliegenden, nicht aufgeschmolzenen Material zu Zugspannungen, da bei dem Abkühlvorgang (ohne Phasenwechsel) sich das Volumen verringert. Die Zugspannungen überwiegen deutlich die Druckspannungen durch den Phasenwechseln flüssig nach fest. Durch die entstehenden Zugspannungen können Risse im Bereich des zuvor aufgeschmolzenen Materials entstehen (2).
Erfindungsgemäß hat die mikromechanische Vorrichtung einen Zugangskanal, welcher an einer äußeren Öffnung einen Kragen aufweist. Der Kragen erhebt sich über eine umgebende äußere Oberfläche des MEMS. Der Kragen kann die Zugangsöffnung ringförmig umschließen. Der Kragen kann an einer Innenseite fluchtend mit dem Zugangskanal ausgebildet sein. Der Kragen kann aus demselben Material gebildet sein, das auch den Zugangskanal selbst umgibt.
Die 3 a und b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen MEMS Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss vor dem Verschließen. Bei dieser Anordnung wird eine Ausnehmung 50 mittels Laser erzeugt. Innerhalb dieser Laser-Kaverne besteht ein Zugangskanal zu dem Kavernenvolumen der mikromechanischen Vorrichtung. Wesentlich ist, dass die äußere Öffnung dieses Zugangskanals selbst von Material umgeben ist, das später zum Verschließen dient und eine Topographie aufweist, die eine größere Höhe als der Boden der breiten Laser-Kaverne zeigt. Der Zugangskanal 20 weist dazu an einer äußeren Öffnung 30 den Kragen 40 auf. Der Kragen 40 erhebt sich mit einer Kragenhöhe 44 über eine umgebende äußere Oberfläche der mikromechanischen Vorrichtung. In diesem Beispiel ist der Kragen 40 in der Ausnehmung 50 in der äußeren Hauptfläche 60 derart angeordnet, dass der Kragen 40 mit der äußeren Öffnung 30 des Zugangskanals 20 gegenüber der äußeren Hauptfläche 60 versenkt angeordnet ist. Der Kragen 40 weist dabei einen lateralen Kragenabstand 42 zu einem Rand der Ausnehmung 50 auf.
Alternativ kann der Kragen auch direkt an der äußeren Hauptfläche der mikromechanischen Vorrichtung angeordnet sein und sich über diese äußere Hauptfläche erheben.
Während des Laser-Verschluss-Verfahrens wird der Laser auf das Zugangsloch und das unmittelbar umgebende Verschlussmaterial geleitet, um dieses aufzuschmelzen. Das aufgeschmolzene Material verschließt das Zugangsloch und erstarrt. Der wesentliche Unterschied zu den bisher bekannten Geometrien liegt nun darin, dass sich Spannungen, die während dem Abkühlvorgang auftreten, relaxieren können weil keine laterale Kopplung des Laser-Verschlusses besteht und damit keine Spannungsrisse erzeugt werden. Dies liegt an der Entkopplung des zu verschließenden Materials zu der Umgebung. Das Ergebnis des Laser-Verschluss-Verfahrens mit dieser neuartigen Geometrie ist in 4 gezeigt.
4 zeigt eine mittels Laserschmelzen verschlossene erfindungsgemäße mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss. Im Unterschied zu 3 a ist nun ein oberer Teil des Kragens 40 mittels Laserschmelzen aufgeschmolzen worden und bildet einen Schmelzverschluss 90, welcher die äußere Öffnung 30 des Zugangskanals 20 verschließt. Der Schmelzverschluss 90 ist über einem restlichen Teil des Kragens 40 und somit über dem Boden der Ausnehmung 50 angeordnet. Damit für die Schmelze genug Material zur Verfügung steht muss der Kragen eine hinreichende Wanddicke 48 aufweisen.
Alternativ wird der gesamte Kragen 40 mittels Laserschmelzen aufgeschmolzen und bildet mit seinem Material den Schmelzverschluss, welcher die äußere Öffnung des Zugangskanals verschließt.
Zusätzlich lässt sich die Geometrie des Kragens optimieren, indem das Verhältnis von aufgeschmolzenem Material zu dem zu verschließenden Loch variiert wird. Für die konkrete Ausgestaltung gibt es mehrere Ansätze:

Optimierung der Wandstärke des umgebenden Lochmaterials gemäß den 5 a - d

Das Verhältnis zwischen der Fläche des Lochs und der Fläche des direkt umgebenden Materials (in Aufsicht gesehen) wird modifiziert durch eine Änderung der Wanddicke des direkt umgebenden Materials. Hierdurch kann die Menge des aufschmelzenden Materials auf den Lochdurchmesser optimiert werden. Die 5 a und b zeigen ein Beispiel für einen Kragen mit verhältnismäßig dünner Wanddicke 48 im Querschnitt und in Draufsicht. Die 5 c und d zeigen ein Beispiel für einen Kragen mit verhältnismäßig dicker Wanddicke 48 im Querschnitt und in Draufsicht.
Lochgrößenmodifikation gemäß den Figuren 6 a - d
Eine weitere Möglichkeit der Variation des Verhältnisses zwischen Lochdurchmesser und direkt umgebenden Materials besteht in der Modifikation des Lochdurchmessers. Beispiele hierzu sind den 6 a - d zu entnehmen.
Strukturierung des direkt umgebenden Materials gemäß den Figuren 7 a - f
Eine weitere Möglichkeit das Verhältnis zwischen aufschmelzendem Material und Lochfläche der äußeren Öffnung zu modifizieren besteht in der gezielten Sub-Strukturierung des direkt umgebenden Materials. Damit wird erreicht, dass das Volumen des aufgeschmolzenen direkt umgebenden Materials variiert werden kann, da in unterschiedlichen Höhen eine unterschiedliche Fläche des direkt umgebenden Materials besteht. Die Sub-Strukturierung kann durch konzentrische Ringe, Quadrate, Rechtecke oder andere geometrische Formen sowie Kombinationen hieraus erfolgen. Zusätzlich können die einzelnen Sub-Strukturierungen unterschiedliche Höhen aufweisen. Eine Auswahl an Sub-Strukturierungs-Möglichkeiten ist in den 7 a - f gezeigt. Technisch besonders günstig sind die Varianten mit vollständig umlaufenden Ringen oder auch mit teilweise umlaufenden Ringen, also ringförmigen Gräben 70 (7 a - d). Die 7 a und b zeigen ein Beispiel für eine ringförmige Sub-Strukturierung des Kragens im Querschnitt und in Draufsicht. Dargestellt ist ein Kragen 40 mit einem geschlossen ringförmigen Graben 70. Die 7 c und d zeigen ein Beispiel für mehrere ringförmige Sub-Strukturierungen des Kragens mit unterschiedlichen Tiefen im Querschnitt und in Draufsicht. Dargestellt ist ein Kragen 40 mit zwei konzentrisch angeordneten, geschlossen ringförmigen Gräben 70. Die 7 e und f zeigen ein Beispiel für eine Sub-Strukturierung des Kragens mit Sacklöchern im Querschnitt und in Draufsicht. Dargestellt ist ein Kragen 40 mit Sacklöchern 80 mit unterschiedlich großen quadratischen Querschnitten. Querschnitte anderer Formen und Größen sind möglich.
Ein wesentlicher Parameter, der eine effiziente Relaxation der Spannung beschreibt, ist die Wanddicke 48 des Kragens 40 unter dem Verschluss 90 (siehe 4). Die Steifigkeit einer Wand-Struktur nimmt in erster Näherung mit der dritten Potenz der Wanddicke zu. Durch die Segmentierung der Wand in mehrere Wandbereich mit schmaler Wanddicke kann damit nicht nur das Verhältnis zwischen aufschmelzendem Material und Lochfläche modifiziert werden, sondern es kann auch durch eine reduzierte Steifigkeit der Wandstrukturen die Relaxationsfähigkeit des Gesamtsystems sehr effizient erhöht werden.
Kombination der Sub-Strukturierungsmöglichkeiten
Zur Optimierung des Volumens des aufschmelzenden Materials können die Ansätze aus vorgenannten drei Maßnahmen auch kombiniert werden.
Zur Herstellung dieser neuartigen erfindungsgemäßen Geometrie werden die bereits etablierten Verfahren der Strukturierung mittels Lithographie und anschließendem Ätzen verwendet. Durch eine geeignete Maskenausbildung und Ausnutzung des ARDE Effekts kann beim Trockenätzen ein Ätzen des Zugangskanals und eine zusätzliche Strukturierung des das Loch direkt umgebenden Materials, also des Kragens, in einem Ätzschritt erfolgen. Dies spart sowohl Prozesszeit als auch damit Prozesskosten. Somit ist bei dieser erfindungsgemäßen Geometrie mit keinen wesentlichen Zusatzkosten im Vergleich zu den bisher verwendeten Geometrien zu rechnen, eröffnet aber gleichzeitig die Möglichkeit den Laser-Verschluss zu optimieren und eine Rissausbildung, insbesondere in tiefer gelegten Laser-Kavernen 50, zu eliminieren.
Alternativ kann die Ausnehmung 50 statt als Laser-Kaverne auch mittels Ätzprozessen hergestellt werden.
8 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verschließen eines MEMS mittels Laser-Schmelzen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschließen eines MEMS mittels Laser Schmelzen beinhaltet wenigstens die Schritte:

(A) Bereitstellen einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem Zugangskanal 20, welcher an einer äußeren Öffnung 30 einen Kragen 40 aufweist.
(B) Verschließen der äußeren Öffnung 30 des Zugangskanals 20 mittels Laserbestrahlung des Kragens 40, wobei der Kragen 40 wenigstens teilweise

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Bezugszeichenliste

10: mikromechanisches Funktionselement
15: Kaverne
20: Zugangskanal
25: Kappe
30: äußere Öffnung
40: Kragen
42: lateraler Kragenabstand
44: Kragenhöhe
48: Wanddicke
50: Ausnehmung
60: äußere Hauptfläche
70: ringförmiger Graben
80: Sackloch
90: Schmelzverschluss
100: MEMS-Wafer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014202801 [0003]

Claims

Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung mittels Laser Schmelzen mit den Schritten: (A) Bereitstellen einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem Zugangskanal (20), welcher an einer äußeren Öffnung (30) einen Kragen (40) aufweist. (B) Verschließen der äußeren Öffnung (30) des Zugangskanals (20) mittels Laserbestrahlung des Kragens (40), wobei der Kragen (40) wenigstens teilweise geschmolzen und die äußere Öffnung (30) mit Schmelze aus einem Material des Kragens verschlossen wird.
Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (A) eine mikromechanische Vorrichtung mit einer äußeren Hauptfläche (60) bereitgestellt wird, wobei der Kragen (40) in einer Ausnehmung (50) in der äußeren Hauptfläche (60) angeordnet ist, insbesondere derart, dass der Kragen (40) mit der äußeren Öffnung (30) des Zugangskanals (20) gegenüber der äußeren Hauptfläche (60) versenkt angeordnet ist.
Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (A) eine mikromechanische Vorrichtung bereitgestellt wird, wobei der Kragen (40) eine Sub-Strukturierung durch wenigstens einen Graben (70) aufweist, welche ringförmig um die äußere Öffnung (30) angeordnet ist und sich parallel zum Zugangskanal (20) erstreckt.
Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (A) eine mikromechanische Vorrichtung bereitgestellt wird, wobei der Kragen (40) eine Sub-Strukturierung durch Sacklöcher (80) aufweist, welche sich parallel zum Zugangskanal (20) erstrecken und insbesondere einen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (A) der Zugangskanal (20) und/oder die Ausnehmung (50) und/oder der Kragen (40) wenigstens teilweise durch Laserbohren hergestellt werden.
Verfahren zum Verschließen einer mikromechanischen Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (A) die Ausnehmung (50) und/oder der Kragen (40) und/oder die Sub-Strukturierung wenigstens teilweise durch Trockenätzen hergestellt werden.
Mikromechanische Vorrichtung mit einem Laser-Schmelz-Verschluss, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die mikromechanische Vorrichtung einen Zugangskanal (20) aufweist, welcher an einer äußeren Öffnung (30) einen Kragen (40) aufweist, - wobei die äußere Öffnung (30) des Zugangskanals (20) mit einem Schmelzverschluss (90) aus einem Material des Kragens verschlossen ist.
Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mikromechanische Vorrichtung eine Ausnehmung (50) in einer äußeren Hauptfläche (60) aufweist und der Kragen (40) in der Ausnehmung (50) angeordnet ist, insbesondere derart, dass der Kragen (40) mit der äußeren Öffnung (30) des Zugangskanals (20) gegenüber der äußeren Hauptfläche (60) versenkt angeordnet ist.