用作真空吸氣劑的晶片級(jí)封裝焊料阻擋物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
【背景技術(shù)】
[0001]封裝的焦平面陣列(FPA)可包括檢測(cè)器陣列、相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)檢測(cè)器陣列、讀出電路以及密封這些結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)的透射罩。透射罩可經(jīng)由諸如密封環(huán)之類的密封結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行密封。密封結(jié)構(gòu)可包括兩個(gè)部件，位于透射罩上的第一部件和位于基板上的第二部件，該基板包含檢測(cè)器陣列、基準(zhǔn)陣列和讀出電路。兩個(gè)部件可對(duì)準(zhǔn)并且焊接在一起，以將所述兩個(gè)部件密封在一起。
[0002]在某些情況中，透射罩的表面之一可包括紅外屏蔽件(infrared shield)，其可以由用于形成該密封結(jié)構(gòu)的兩個(gè)部件的相同材料(例如金)制成。因此，用于密封紅外檢測(cè)器的焊料會(huì)潤(rùn)濕屏蔽件，就像它對(duì)密封結(jié)構(gòu)做的那樣。如果焊料從密封結(jié)構(gòu)移出并且潤(rùn)濕屏蔽件，則屏蔽件可能吸引更多焊料到屏蔽件上。這可能從密封處耗損焊料，并且阻礙氣密密封。焊料擠出(extrus1n)也可能導(dǎo)致基準(zhǔn)檢測(cè)器陣列中的短路。另外，如果熔化的焊料從密封區(qū)域擠出并且接觸硅表面，則可能在硅與焊料中的錫之間發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物可使得接合線(bond line)和氣密密封的可靠性劣化。
[0003]用于防止焊料潤(rùn)濕屏蔽件的一種常用方法是使得每個(gè)屏蔽件的尺寸僅略大于對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)檢測(cè)器陣列的尺寸。然后，確定密封結(jié)構(gòu)的尺寸，使得在密封件與屏蔽件之間存在足夠的間隙以防止在接合(bonding)工藝期間擠出的焊料潤(rùn)濕屏蔽件。超出密封區(qū)域延伸或提供阻擋層也可防止硅與焊料之間的接觸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)方面涉及與制造電子器件的方法相關(guān)的實(shí)施例。該方法可包括:提供第一基板，所述第一基板具有至少一個(gè)腔體和圍繞所述至少一個(gè)腔體的表面；將鈦材料的焊料阻擋層沉積在所述第一基板的所述表面上；在所述鈦材料的焊料阻擋層的一部分和所述第一基板的一部分中的至少一個(gè)上形成第一密封結(jié)構(gòu)，以形成圍繞所述至少一個(gè)腔體的周界的環(huán)；在真空環(huán)境中使所述鈦材料的焊料阻擋層活化，以用作吸氣劑；提供第二基板，所述第二基板包括附連到其的至少一個(gè)器件和第二密封結(jié)構(gòu)，所述第二密封結(jié)構(gòu)形成圍繞所述至少一個(gè)器件的周界的環(huán)；將所述第一密封結(jié)構(gòu)與所述第二密封結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)，使得所述第一基板的至少一個(gè)腔體位于所述至少一個(gè)器件上方；以及使用焊料將所述第一基板接合到所述第二基板，其中，所述焊料阻擋層防止所述焊料在接合期間接觸所述第一基板。
[0005]根據(jù)一些實(shí)施例，活化包括:將所述鈦材料的焊料阻擋層加熱到大約200°C到大約500°C范圍的溫度，持續(xù)大約10分鐘到大約120分鐘范圍的時(shí)間段。
[0006]根據(jù)一些實(shí)施例，沉積所述鈦材料的焊料阻擋層包括:沉積所述焊料阻擋層，使得所述鈦材料的厚度處于大約1000埃到大約10，000埃的范圍內(nèi)。
[0007]根據(jù)一些實(shí)施例，在將所述第一密封結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)到所述第二密封結(jié)構(gòu)之后，執(zhí)行至少一個(gè)鈦材料的焊料阻擋層的活化。
[0008]根據(jù)一些實(shí)施例，與將所述第一基板接合到所述第二基板同時(shí)地執(zhí)行所述鈦材料的焊料阻擋層的活化。
[0009]根據(jù)一些實(shí)施例，所述第一密封結(jié)構(gòu)形成在所述第一基板的所述部分上，所述鈦材料的焊料阻擋層形成在所述第一基板的所述表面上并且在所述第一密封結(jié)構(gòu)的周界周圍。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，所述方法還包括:在所述第一基板的所述表面上沉積至少一層阻擋材料。在另一些實(shí)施例中，在沉積所述鈦材料的焊料阻擋層之前執(zhí)行所述至少一層阻擋材料的沉積。在一些實(shí)施例中，所述鈦材料的焊料阻擋層沉積在所述第一密封結(jié)構(gòu)的周界周圍。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沉積所述鈦材料的焊料阻擋層，使得它與所述第一密封結(jié)構(gòu)的周界的一部分重疊。在至少一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一層阻擋材料包括鈦鎢。在各種實(shí)施例中，所述鈦材料的焊料阻擋層與所述至少一層阻擋材料相比是更多孔的。
[0011]本申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)其他方面涉及封裝電子器件。所述封裝電子器件可以包括:第一基板，所述第一基板具有形成在其上的至少一個(gè)腔體和圍繞所述至少一個(gè)腔體的第一表面；第二基板，所述第二基板包括附連到其上的至少一個(gè)器件；第一密封結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第一基板上；第二密封結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第二基板上，并且利用焊料接合到所述第一密封結(jié)構(gòu)，使得所述第一表面朝向所述第二基板且所述至少一個(gè)腔體位于所述至少一個(gè)器件上方；以及焊料阻擋物，包括在所述焊料與所述第一基板之間位于所述腔體的周界周圍的至少一層鈦材料，所述至少一層鈦材料已經(jīng)被活化以用作吸氣劑。
[0012]根據(jù)一些實(shí)施例，所述至少一層鈦材料設(shè)置在所述第一基板的第一表面上并且在所述第一密封結(jié)構(gòu)的周界周圍。
[0013]根據(jù)一些實(shí)施例，所述焊料阻擋物設(shè)置在所述第一基板的第一表面的一部分上，所述第一密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述至少一層鈦材料的一部分上。
[0014]根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述焊料阻擋物還包括位于所述腔體的周界周圍的至少一層阻擋材料。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，所述至少一層鈦材料設(shè)置在所述至少一層阻擋材料上并且在所述第一密封結(jié)構(gòu)的周界周圍。
[0015]根據(jù)一些實(shí)施例，所述至少一層鈦材料的厚度在大約1000埃到大約10，000埃的范圍內(nèi)。
[0016]根據(jù)各種實(shí)施例，所述第二基板還包括附連到其上的至少一個(gè)基準(zhǔn)器件，所述至少一層鈦材料位于所述至少一個(gè)基準(zhǔn)器件上方。
【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖無(wú)意是按比例繪制的。在附圖中，圖示于各圖中的每個(gè)相同或幾乎相同的部件由相似的數(shù)字表示。為了清楚起見(jiàn)，可能沒(méi)有在每幅圖中都標(biāo)注出每個(gè)部件。在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的一個(gè)示例的一部分的側(cè)視圖的框圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的俯視圖的框圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的另一示例的一部分的側(cè)視圖的框圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的另一示例的一部分的側(cè)視圖的框圖；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的另一示例的一部分的側(cè)視圖的框圖；
[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的另一示例的一部分的側(cè)視圖的框圖；
[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明各方面的封裝電子器件的另一示例的一部分的側(cè)視圖的框圖；
[0025]圖8是圖示了根據(jù)本發(fā)明各方面的方法的兩個(gè)示例的流程圖；以及
[0026]圖9是圖示了根據(jù)本發(fā)明各方面的方法的另外兩個(gè)示例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]借助于介紹，各方面和實(shí)施例提供了用于制造電子器件的方法，所述電子器件包括有能夠用作焊料阻擋物(solder barrier)和真空吸氣劑(vacuum getter)兩者的使用材料。在一些方面中，該材料可以附加地用作光學(xué)屏蔽件。在這里使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“電子器件”和“器件”被可互換地使用，將被理解為涵蓋半導(dǎo)體裸芯(die)、RF器件、MEMS器件以及根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以使用的其它電部件。電子器件可包括或作為更大系統(tǒng)的一部分。電子器件的非限制性示例還包括顯示器和傳感器陣列，其包括檢測(cè)器和基準(zhǔn)器件。在某些實(shí)施例中，電子器件可以是包括傳感器元件的MEMS器件。在這里使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“微機(jī)電系統(tǒng)”和“MEMS”被可互換地使用，可以指的是各種MEMS器件中的任何一種。在以下描述中，術(shù)語(yǔ)“MEMS器件”用作指代機(jī)電器件的通用術(shù)語(yǔ)，而無(wú)意指的是任何特定尺度的機(jī)電器件，除非另外特別注明。在至少一個(gè)實(shí)施例中，MEMS器件是非冷卻(uncooled)紅外福射熱計(jì) FPA。
[0028]圖1是繪示了晶片級(jí)封裝紅外檢測(cè)器的一部分的側(cè)視圖的框圖。封裝紅外檢測(cè)器10包括完成的(例如，封裝的)電子器件的一部分，其中蓋晶片(lid wafer) 100已經(jīng)密封到檢測(cè)器晶片110。在密封腔體102中的是檢測(cè)器器件108和基準(zhǔn)器件106。檢測(cè)器器件108和基準(zhǔn)器件106可以是電子器件，如上所述。在一些方面中，密封腔體102可以被氣密密封。蓋晶片100和檢測(cè)器晶片110可以是封裝紅外檢測(cè)器10的兩個(gè)部件。檢測(cè)器晶片110可包括基板(例如，硅基基板)，其包括形成在其上的任何數(shù)目的檢測(cè)器器件108。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器器件108的數(shù)目可對(duì)應(yīng)于蓋晶片100中的腔體102的數(shù)目。
[0029]蓋晶片100可以用作為用于形成在檢測(cè)器晶片110的基板上的多個(gè)不同的檢測(cè)器器件108和基準(zhǔn)器件106的罩。如下面進(jìn)一步論述的那樣，蓋晶片100和檢測(cè)器晶片110可以對(duì)準(zhǔn)，使得蓋密封結(jié)構(gòu)124與檢測(cè)器密封結(jié)構(gòu)126對(duì)準(zhǔn)，從而腔體10