-
Stand der Technik
-
Die Erfindung geht aus von einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem MEMS-Bauteil mit einem MEMS Bondrahmen und mit einem Kappenbauteil mit einem Kappenbondrahmen, wobei das MEMS Bauteil und das Kappenbauteil wenigstens eine gemeinsame Kaverne bilden, wobei der MEMS Bondrahmen und der Kappenbondrahmen an einer Bondfläche aneinander anliegen.
-
Bei MEMS Elementen, z. B. Drehratensensor, Beschleunigungssensor, Kombi-Element, muss das MEMS Element zur ordnungsgemäßen Funktion von Umwelteinflüssen geschützt werden. Dies umfasst u.a. Feuchte, Druck, Partikel. Nach Stand der Technik wird daher eine Kappe mit dem MEMS Element verbunden. Die Verbindung der Kappe mit dem MEMS Element erfolgt mit Hilfe von Bondverfahren. Typische Technologien sind eutektisches Bonden, Sealglasbonden, Thermokom pressionsbonden.
Für aktuelle Produkte wird neben dem Sealglasbonden das eutektische Bondverfahren genutzt. Da das Sealglasbonden einen großen Flächenbedarf besitzt, wird für neue Produkte, insbesondere im Konsumgüter-Bereich, häufig das eutektische Bondverfahren mittels Al-Ge verwendet.
Die vorliegende Erfindung zeigt eine Möglichkeit auf, mittels eines neuartigen Bondverfahrens, die oben genannten Wechselwirkungen zwischen dem Bondverfahren und weiteren Prozessschritten zu minimieren.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die Erfindung geht aus von einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem MEMS-Bauteil mit einem MEMS Bondrahmen und mit einem Kappenbauteil mit einem Kappenbondrahmen, wobei das MEMS Bauteil und das Kappenbauteil wenigstens eine gemeinsame Kaverne bilden, wobei der MEMS Bondrahmen und der Kappenbondrahmen an einer Bondfläche aneinander anliegen.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der MEMS Bondrahmen oder auch der Kappenbondrahmen eine Bondrahmenstrukturierung in Form von wenigstens einer Ausnehmung aufweist und die beiden Bondrahmen mittels Schmelze aus Material des MEMS Bondrahmens oder auch des Kappenbondrahmens miteinander verbunden sind, wobei die Ausnehmung wenigstens teilweise mit der Schmelze verfüllt sind.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung sieht vor, dass der MEMS Bondrahmen oder auch der Kappenbondrahmen aus Silizium besteht. Vorteilhaft lassen sich Teile aus Silizium besonders gut mittels Laserschmelzen miteinander verbinden. Besonders vorteilhaft ist, dass der MEMS Bondrahmen oder auch der Kappenbondrahmen aus dotiertem Silizium besteht und die beiden Bondrahmen mittels der Schmelze elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
-
Die Erfindung betrifft auch ein mikromechanisches Bauteil mit einem Bondrahmen mit einer Bondfläche. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Bondrahmen eine Bondrahmenstrukturierung in Form von wenigstens einer Ausnehmung aufweist, welche sich bis zur Bondfläche erstreckt.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteils sieht vor, dass die Bondrahmenstrukturierung eine Zugangsstrukturierung in Form von wenigstens einer Ausnehmung aufweist, welche sich von einer äußeren Oberfläche des mikromechanischen Bauteils bis zur Bondfläche erstrecken. Vorteilhaft kann so ein Laserstrahl die Bondfläche erreichen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteils sieht vor, dass die Bondrahmenstrukturierung eine Verbindungsstrukturierung in Form von wenigstens einer Ausnehmung aufweist, welche sich entlang der Bondfläche erstreckt. Vorteilhaft kann sich so die Schmelze entlang der Bondfläche ausbreiten und eine durchgängige Verbindung der beiden Bondrahmen schaffen.
-
Die Erfindung beschreibt auch einen Bondprozess, der eine Kappe mit einem MEMS Bauteil, insbesondere einem MEMS Sensor verbindet. Die Verbindung erfolgt direkt durch eine Verbindung von Silizium auf der MEMS Sensor Seite mit Silizium auf der Kappenseite, wobei die Verbindung der beiden Si-Seiten durch Aufschmelzen von Si mittels Laser erfolgt. Da die Zeitskala des Aufschmelzens und Erstarrens von Si im Bereich von µs abläuft, ist eine Erwärmung auf den Bereich des Bondrahmens und gegebenenfalls auf einen Abstand um den Bondrahmen von wenigen µm beschränkt. Damit eine erfolgreiche Verbindung eintritt, muss auf der Kappenseite oder auch auf der MEMS Sensor Seite, eine Strukturierung des Si vor dem Laser-Bonden erfolgen. Diese Erfindung erlaubt die Verwendung eines Si-Bondverfahrens zur Verbindung von Kappe und MEMS Element bei gleichzeitiger Minimierung der Wechselwirkung mit weiteren Prozessschritten. Unter anderem wird bei der vorliegenden Erfindung während dem Bondprozess nur der Bondrahmen erwärmt, so dass thermische Effekte beispielsweise auf eine Antihaftbeschichtung (anti stiction coating - ASC) minimiert werden. Zusätzlich ist aufgrund der hohen lokalen Temperatur im Bondinterface das Vorhandensein von Belägen deutlich unkritischer als beispielsweise bei einem Al-Ge Bondverfahren.
-
Zusammengefasst Folgende Vorteile bietet die Si-Bondverbindung mittels Laserbestrahlung folgende Vorteile:
Das Kleben von Beschleunigungssensoren wird reduziert, da keine Schädigung des ASC auftritt, weil die Temperatur zur Bondung auf den Bondrahmen begrenzt ist.
-
Die Herstellung des Si Bondrahmens auf Sensorseite bedingt keine zusätzlichen Prozessschritte, da die Strukturierung beispielsweise mit dem Si-Trench zusammen erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine zusätzlichen Schichten abgeschieden werden müssen und somit (für den Bondrahmen) auf eine Alu Abscheidung und Strukturierung des Aluminiums verzichtet werden kann.
-
Bei der Herstellung des Bondrahmens auf Kappenseite kann auf die bisher benötigte Ge-Schicht verzichtet werden.
-
Durch geeignete Strukturierung des Bondrahmens kann eine vollständige Verbindung zwischen Kappe und Sensor erreicht werden, da die Schmelzzone größer als die Strukturgröße der Strukturierung des Bondrahmens gewählt werden kann.
-
Der Widerstand der Bondverbindung kann durch die Dotierung des Siliziums eingestellt werden. Somit ist es möglich sowohl isolierende Bondverbindungen als auch leitfähige Bondverbindungen mittels dotiertem Silizium herzustellen.
-
Der Bondrahmen kann deutlich schmäler ausgestaltet werden wegen der höheren mechanischen Verbindungsstärke der Si-Bondverbindung im Vergleich zu den bekannten Sealglas und eutektischen Bondverbindungen.
-
Figurenliste
-
- Die 1 a und b zeigen schematisch den Aufbau eines MEMS Bauteils mit Sensorsubstrat, Bondrahmen, MEMS Element und Kaverne.
- Die 2 a und b zeigen schematisch den Aufbau eines Kappenbauteils mit Kappensubstrat, Bondrahmen, Bondrahmen-Strukturierung und Kaverne.
- 3 zeigt schematisch im Querschnitt eine mikromechanische Vorrichtung mit einem MEMS Bauteil und einem Kappenbauteil, welche zusammengefügt werden.
- 4 zeigt schematisch im Querschnitt das Bonden von MEMS Bauteil und Kappenbauteil mittels Laser.
- 5 zeigt schematisch im Querschnitt den verbundenen Bondrahmen von MEMS Bauteil und Kappenbauteil nach der Bearbeitung mittels Laser.
- Die 6 a und b zeigen eine Teststruktur zum Verschließen von Sacklöchern mittels Laser nach Bearbeitung mittels Laser bei niedriger Laser Energie (a) und hoher Laser Energie (b).
- Die 7 a und b zeigen ein Kappenbauteil mit einer Bondrahmenstrukturierung in Draufsicht auf die Kappenoberseite und die Kappenunterseite.
- Die 8 a und b zeigen das Kappenbauteil mit Bondrahmenstrukturierung aus den 7 a und b im Querschnitt entlang der Schnittlinien AA' und BB'.
- Die 9 a und b zeigen ein Kappenbauteil mit weiteren Ausführungsformen einer Bondrahmenstrukturierung in Draufsicht auf die Kappenoberseite und die Kappenunterseite.
- Die 10 a und b zeigen das Kappenbauteil mit Bondrahmenstrukturierung aus den 9 a und b im Querschnitt entlang der Schnittlinien AA' und BB'.
- 11 zeigt schematisch im Querschnitt eine mikromechanische Vorrichtung mit einem MEMS Bauteil, einem Kappenbauteil und einem Bonddraht zur Potentialanbindung im Stand der Technik.
- 12 zeigt schematisch im Querschnitt eine mikromechanische Vorrichtung mit einem MEMS Bauteil, einem Kappenbauteil und einer Bondrahmen-Strukturierung mit einer Laser Bondverbindung zur Potentialanbindung.
- 13 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Bond-Verfahren.
-
Beschreibung
-
Um den Laser-Bondprozess zur Verbindung von Sensor und Kappe durchzuführen ist es vorteilhaft, den Bondrahmen sowohl auf Sensorseite als auch auf Kappenseite aus Silizium herzustellen. Es können mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren jedoch auch unterschiedliche Materialen aufeinander gebondet werden. In den meisten Anwendungen werden aber Bondrahmen aus Silizium sowohl auf dem Sensorwafer als auch auf dem Kappenwafer verwendet. Mit einer Silizium-zu-Silizium-Bondung wird bei Verwendung von Silizium Bondrahmen die maximal Bondfestigkeit erreicht. Es kann daher die kleinstmögliche Bondrahmengeometrie genutzt werden.
-
Die 1 a und b zeigen schematisch den Aufbau eines MEMS Bauteils 100 mit MEMS Substrat 130, MEMS Bondrahmen 120, MEMS Element 140 und MEMS Kaverne 110. 1 a zeigt dabei eine Draufsicht auf die MEMS Bauteiloberseite. 1 b zeigt einen Querschnitt durch das MEMS Bauteil. Der MEMS Bondrahmen 120 ist im Vergleich zu herkömmlichen Aluminium-Bondrahmen im Stand der Technik sehr einfach herstellbar, da außer einer Si-Strukturierung keine weiteren Schichten benötigt werden.
-
Die 2 a und b zeigen schematisch den Aufbau eines Kappenbauteils 200 mit Kappensubstrat 230, Kappenbondrahmen 220, Bondrahmen Strukturierung 350 und Kappen-Kaverne 210. 2 a zeigt dabei eine Draufsicht auf die Kappenbauteilunterseite. 2 b zeigt einen Querschnitt durch das Kappenbauteil 200. Das Kappenbauteil weist eine Kappenkaverne 210 und einen Kappenbondrahmen 220 aus Silizium auf. Das Besondere an diesem Bondrahmen ist eine Bondrahmenstrukturierung 350, die für den anschließenden Bondprozess notwendig ist. Der Kappenbondrahmen 220 in diesem Ausführungsbeispiel benötigt im Gegensatz zu herkömmlichen Kappenbondrahmen aus Germanium keine weiteren Schichten.
-
Die Bondrahmen-Strukturierung 350 in den 2 a und b ist beispielhaft schematisch dargestellt. Weitere Strukturierungsmöglichkeiten werden weiter unten in weiteren Ausführungsformen der Bondrahmen-Strukturierung erläutert. Insbesondere ist anstelle der Strukturierung des Kappenbondrahmens 220 alternativ oder zusätzlich auch eine Strukturierung des MEMS Bondrahmens 120 möglich. Die folgenden Erläuterungen gelten dann sinngemäß.
-
Um die Kappe 200 mit dem MEMS Bauteil 100 zu verbinden, d.h. den Bondprozess durchzuführen, sind mehrere Teilschritte notwendig.
-
In einem ersten Schritt wird das Kappenbauteil 200 mit dem MEMS Bauteil 100 zusammengefügt. Hierbei muss das Kappenbauteil 200 auf dem MEMS Bauteil 100 ausgerichtet werden, damit der Kappenbondrahmen 220 und der MEMS Bondrahmen 120 an der Bondfläche 310 genau aufeinander zu liegen kommen. 3 zeigt hierzu schematisch im Querschnitt eine mikromechanische Vorrichtung mit einem MEMS Bauteil und einem Kappenbauteil, welche zusammengefügt werden.
-
In einem zweiten Schritt wird der Bondvorgang durchgeführt. Der Bondvorgang wird durch Bestrahlung 10 mittels einem Laser durchgeführt. Dabei wird die Laserenergie oder Teile der Laserenergie von dem Silizium absorbiert und erwärmen es soweit, dass es aufschmilzt. Der Aufschmelzvorgang findet nicht nur an der Oberfläche statt, sondern bis zu den Tiefen des MEMS Bondrahmens 120, wenn von der Kappenseite aus bestrahlt wird und das Laserlicht auch in die Bondrahmenstrukturierung 350 einfällt, oder der Aufschmelzvorgang findet auch nur in der Tiefe statt. 4 zeigt schematisch im Querschnitt das Bonden von MEMS Bauteil 100 und Kappenbauteil 200 mittels Laser.
-
Nach Abschalten des Laserstrahls erstarrt das aufgeschmolzene Silizium und verbindet dadurch den Kappenbondrahmen 220 mit dem MEMS Bondrahmen 120. 5 zeigt schematisch im Querschnitt die verbundenen Bondrahmen von MEMS Bauteil 100 und Kappenbauteil 200 nach der Bearbeitung mittels Laser.
-
Um eine vollständige Bondverbindung zwischen Kappe und MEMS Bauteil zu erhalten, muss der Umfang des strukturierten Bondrahmens vollständig mit seinem Gegenstück verbunden werden. Dies gelingt, indem der Laser entlang des strukturierten Bondrahmens geführt wird. Dabei kann der Laser sowohl im Dauerbetrieb als auch im gepulsten Betrieb verwendet werden. Durch eine geeignete Strukturierung des Bondrahmens vor der Laserbestrahlung kann die Schmelzzone sowohl in lateraler als auch in vertikaler Richtung definiert werden.
-
Experimentell wurden bei der Robert Bosch GmbH bereits Verschlusstiefen von > 100 µm Tiefe an Teststrukturen auf einer vorhandenen Laseranlage der Firma EVG nachgewiesen. Die 6 a und b zeigen eine Teststruktur zum Verschließen von Sacklöchern mittels Laser nach Bearbeitung mittels Laser bei niedriger Laser Energie (a) und hoher Laser Energie (b).
Nach der Bearbeitung mittels Laser bei niedriger Laser Energie (6a) ist eine Verschlusstiefe von ca. 35 µm zu erkennen. Hingegen ist nach einer Bearbeitung bei Verwendung der hohen Laser Energie das Sackloch komplett verschlossen, und die tatsächliche aufgeschmolzene Zone ist somit tiefer als 100 µm. Das dabei auftretende Verhalten ist vergleichbar zum Tiefschweißen von Metallverbindungen. Die Energie des Lasers kann so hoch gewählt werden, dass nicht nur lokal aufgeschmolzen wird, sondern es können durch Verdampfen auch Gasblasen entstehen. Einerseits findet durch die Gasblasen eine erhöhte Absorption der Laserstrahlung durch Mehrfachreflexion statt, und somit wird zusätzliche Energie in die Schmelze eingekoppelt. Andererseits üben die Gasblasen einen Druck auf das geschmolzene Material aus. Dadurch wird das geschmolzene Material in die Tiefe gedrückt. Die Idee ist es nun zusätzlich durch die Form und die Geometrie des Kanals unter dem aufgeschmolzenen Bereich gezielt das Material in den Bondrahmen zu leiten. Insbesondere ist es die Idee, dass man das Einleiten des geschmolzenen Materials durch Nutzung von Kanälen steuern kann und über die Nutzung von sehr schmalen Schlitzen stoppen kann. Ist das Verhältnis von Volumen zu Oberfläche groß, kann das flüssige Material Kanäle sehr gut verfüllen bevor es zu einem Erstarren des Materials im Kanal kommt. Mit schmalen Schlitzen kann man das flüssige Material sehr gut stoppen. Da das Verhältnis der Oberfläche zum Volumen an schmalen Schlitzen sehr groß ist, kommt es zu einer extrem schnellen Abkühlung und Erstarrung des Materials. Aufgrund der schmalen Breite des Schlitzes wird nur eine geringe Erstarrungstiefe erreicht, und somit kann die Ausbreitung von flüssigem Material in schmalen Schlitzen gestoppt werden. Weiter verhindert am Ende des schmalen Schlitzes die Oberflächenspannung des flüssigen Materials eine weitere Ausbreitung des Materials und wirkt dem Druck der Gasblasen direkt entgegen.
-
Ausführungsformen der Bondrahmen-Strukturierung
Um eine vollständige Bondverbindung zwischen MEMS Bauteil und Kappenbauteil zu erreichen, kann sowohl die Strukturierung des Bondrahmens als auch die Energie, Pulsdauer, Pulsfrequenz etc. der Laserquelle angepasst werden.
Geeignete Beispiele für die Strukturierung des Bondrahmens sind im Folgenden dargestellt. Es wird beispielhaft die Kappenseite gezeigt, es kann jedoch auch alternativ der Bondrahmen des MEMS Bauteils strukturiert werden.
-
Die 7 a und b zeigen ein Kappenbauteil 200 mit einer Bondrahmenstrukturierung 350 in Draufsicht auf die Kappenoberseite und die Kappenunterseite. Die Bondrahmenstrukturierung 350 kann in eine Zugangsstrukturierung 352 und eine Verbindungsstrukturierung 354 unterteilt werden. Die Zugangsstrukturierung 352 enthält die Elemente, die eine Verbindung der Kappenoberseite, also einer äußeren Oberfläche 320, mit der Kappenunterseite, also dem Bondrahmen 220 und der Bondfläche 310 darstellen. Die Verbindungsstrukturierung 354 verbindet auf der Kappenunterseite, also entlang der Bondfläche 310, die Zugangsstrukturierungen 352 miteinander. In 7 b sind die Zugangsstrukturen 352 Zylinder (Kreise in der Aufsicht) und die Verbindungsstrukturen 354 rechteckige Kanäle. Die Verbindungsstrukturierung ist hilfreich, um das während der Laserbearbeitung aufgeschmolzene Silizium gezielt in definierte Bereiche zu leiten und damit sicherzustellen, dass eine umlaufende Verbindung der Bondrahmen 120, 220 zwischen Kappe 200 und MEMS Bauteil 100 stattfindet.
-
Die 8 a und b zeigen das Kappenbauteil 200 mit Kappensubstrat 230 und Kappenbondrahmen 220 mit Bondrahmenstrukturierung 350 aus den 7 a und b im Querschnitt entlang der Schnittlinien AA' und BB'. Sowohl die Zugangsstrukturierung 352 als auch die Verbindungsstrukturierung 354 können in der Größe und Geometrie unterschiedliche Ausführungsformen besitzen.
-
Die 9 a und b zeigen beispielhaft ein Kappenbauteil 200 mit weiteren Ausführungsformen einer Bondrahmenstrukturierung 350 in Draufsicht auf die Kappenoberseite und die Kappenunterseite. In 9 a sind die Zugangsstrukturen 352 in der Aufsicht in den Geometrien Kreis, Quadrat und Dreieck dargestellt. Es sind auch weitere Formen, wie beispielsweise Ellipsen, Rechtecke, möglich. Es können bei einem Bondrahmen auch Kombinationen aus unterschiedlichen Geometrien verwendet werden, wie dies in 9 a ebenfalls veranschaulicht ist. Zusätzlich finden sich in 9 b unterschiedliche Ausführungsformen der Verbindungsstrukturierung 354. Die Verbindungsstrukturierung 354 kann in Aufsicht sowohl kreisförmige, ellipsenförmige, dreieckige, rechteckige, vieleckige Strukturen oder Kombinationen daraus enthalten. Durch Anpassung der Form, Größe und dem Abstand der Verbindungsstrukturen 354 kann eine umlaufende Verbindung zwischen MEMS Bauteil 100 und Kappenbauteil 200 sichergestellt werden. Die Tiefe h der Verbindungsstrukturierung 354 kann ebenfalls an die Geometrie, Form und Größe angepasst werden.
-
Die 10 a und b zeigen das Kappenbauteil mit Bondrahmenstrukturierung aus den 9 a und b im Querschnitt entlang der Schnittlinien AA' und BB'.
-
Die in den 7 - 10 dargestellten Strukturierungen sind exemplarisch für das Kappenbauteil dargestellt. Analog kann eine Strukturierung des MEMS Bauteils anstelle des Kappenbauteils erfolgen. Ebenfalls möglich ist eine Kombination der Bondrahmenstrukturierung am Kappenbauteil und am MEMS Bauteil. So kann beispielsweise eine Zugangsstrukturierung des Kappenbauteils und eine Verbindungsstrukturierung des MEMS Bauteils erfolgen, oder umgekehrt.
-
Weitere Anwendungsformen des erfindungsgemäßen Laserbondverfahrens Das vorgestellte Laserbondverfahren kann auch mit anderen Bondverfahren kombiniert werden. Dies ist zum Beispiel sinnvoll, wenn bei einer vorhandenen isolierenden Bondverbindung mittel Sealglas zusätzlich, beispielsweise auch nur punktuell, eine leitfähige Verbindung geschaffen werden soll. Eine konkrete Anwendung ist die Anbindung der Kappe auf Substratpotential. Nach Stand der Technik wird die Kappe mittels einem Bonddraht kontaktiert.
-
11 zeigt schematisch im Querschnitt eine mikromechanische Vorrichtung mit einem MEMS Bauteil, einem Kappenbauteil und einem Bonddraht zur Potentialanbindung im Stand der Technik. Die Vorrichtung, in diesem Beispiel ein Sensorelement, bestehend aus der Kappe 200, der Bondverbindung 440 (in diesem Beispiel Sealglas) und dem MEMS Bauteil 100, haftet mittels einer Verbindungsschicht 410 auf einem Substrat 420 oder einem ASIC. Die Potentialanbindung der Kappe geschieht mit einem Bonddraht 400 zwischen Substrat 420 und Kappe 200. Nachteilig ist der benötigte Platz des Bonddrahts, sowohl in lateraler als auch in vertikaler Richtung. Zusätzlich muss auf der Kappe ein Bondpad 430 für den Bonddraht vorgehalten werden.
-
Eine Lösung bietet eine Kombination aus Sealglasbonden und dem hier vorgestellten Laserbondverfahren. 12 zeigt dazu schematisch im Querschnitt eine mikromechanische Vorrichtung mit einem MEMS Bauteil 100, einem Kappenbauteil 200 und einer Bondrahmenstrukturierung 350 mit einer elektrisch leitfähigen Laserbondverbindung 450 zur Potentialanbindung. Durch Anwendung des oben beschrieben Laserbondverfahrens wird die Kappe 200 direkt mit dem Substrat des MEMS Bauteils 100 verbunden. Bei Verwendung von dotiertem Si kann so die Kappe an das Substratpotential angeschlossen werden. In 12 ist die Verbindung der Kappe mit dem Substrat des Sensors zur Verdeutlichung separat eingezeichnet. Um Platz zu sparen kann diese Verbindung auch in den Bondrahmen 120, 220 oder direkt seitlich im Anschluss an den Bondrahmen erfolgen. Zur Steigerung der Zuverlässigkeit können auch mehrere redundante Laserbondverbindungen hergestellt werden.
-
Das in 12 dargestellte Beispiel für eine Kombination von Sealglasbonden mit dem Laser-Bondverfahren kann analog auch auf andere bekannte Bondverfahren verallgemeinert werden, z.B. eine AlGe eutektische Bondverbindung.
-
Weitere Anwendungen für eine Kombination von bekannten Bondverfahren mit dem Laser-Bondverfahren sind z.B. eine Herstellung einer bekannten umlaufenden Bondverbindung zwischen Kappe und Sensor mit anschließender LaserBondverbindung zur Trennung von zwei oder mehr Kavernen.
-
13 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Vorrichtung mit einem Laser-Bond-Verfahren. Das Verfahren weist drei wesentliche Schritte A, B, und C auf.
-
Im Schritt A erfolgt ein Bereitstellen eines MEMS-Bauteils mit einem MEMS Bondrahmen und eines Kappenbauteils mit einem Kappenbondrahmen, wobei der MEMS Bondrahmen und/oder der Kappenbondrahmen eine Bondrahmenstrukturierung in Form von wenigstens einer Ausnehmung aufweist.
Im Schritt B erfolgt ein Zusammenfügen des Kappenbauteils mit dem MEMS Bauteil, wobei der Kappenbondrahmen und der MEMS Bondrahmen an einer Bondfläche aneinander liegen.
Im Schritt C erfolgt ein Bonden des MEMS Bauteils und des Kappenbauteils mit Schmelze aus Material des MEMS Bondrahmens oder auch des Kappenbondrahmens, indem wenigstens die Bondrahmenstrukturierung einer LASER-Strahlung ausgesetzt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Laserstrahl
- 100
- MEMS Bauteil
- 110
- MEMS Kaverne
- 120
- MEMS Bondrahmen
- 130
- MEMS Substrat
- 140
- MEMS Element
- 200
- Kappenbauteil
- 210
- Kappenkaverne
- 220
- Kappenbondrahmen
- 230
- Kappensubstrat
- 300
- MEMS Vorrichtung
- 310
- Bondfläche
- 320
- äußere Oberfläche
- 330
- Schmelze
- 350
- Bondrahmenstrukturierung
- 352
- Zugangsstrukturierung
- 354
- Verbindungsstrukturierung
- h
- Tiefe der Verbindungsstrukturierung
- 400
- Bonddraht
- 410
- Verbindungsschicht
- 420
- Substrat / ASIC
- 430
- Bondpad
- 440
- Bondverbindung (Sealglas)
- 450
- elektrisch leitfähige Laserbondverbindung
