[发明专利]基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：

第一部件，包括光学透明基体，所述光学透明基体上表面及下表面分别镀制上光学增透膜及图形化的下光学增透膜；

第二部件，包括中间层；

第三部件，包括MEMS光学芯片，所述MEMS光学芯片在MEMS驱动器的作用下实现对光束的操控；

其中，所述中间层将所述光学透明基体与MEMS光学芯片连接在一起，实现第一部件及第三部件的圆片级键合，并为每个MEMS光学芯片形成独立的密封腔体。

2.根据权利要求1所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述MEMS光学芯片包括体硅衬底、活动腔体、位于所述活动腔体内并由弹性梁机构固接于体硅衬底上的可动光学微镜、位于所述可动光学微镜表面的高反射膜、以及设置于所述活动腔体外侧的电极焊盘，其中，所述电极焊盘与活动腔体之间的体硅衬底具有裸露的硅表面。

3.根据权利要求2所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述光学透明基体下表面具有无光学薄膜覆盖的裸露面，所述中间层键合于所述光学透明基体的裸露面以及所述体硅衬底裸露的硅表面之间，形成密封环，所述密封环使得所述光学透明基体及每个MEMS光学芯片间形成独立的密封腔体。

4.根据权利要求3所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：通过所述中间层键合后，所述电极焊盘位于所述密封环的外侧。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述中间层的材料包括BCB及玻璃浆料的一种，所形成的密封腔体的漏率为10^-5～10^-9atm·cc/s。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述中间层包括具有图形化通孔的玻璃结构，所述玻璃结构通过阳极键合的方式与所述MEMS光学芯片连接，并通过BCB键合的方式与所述光学透明基体连接。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述中间层包括具有图形化通孔及TGV结构的玻璃结构，所述玻璃结构通过阳极键合的方式与所述MEMS光学芯片连接，并通过BCB键合的方式与所述光学透明基体连接，并且，所述TGV结构中的金属与MEMS光学芯片中的电极焊盘连接。

8.根据权利要求1～4任意一项所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述中间层的高度为1微米～1000微米，宽度为20微米～1500微米。

9.根据权利要求1～4任意一项所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装结构，其特征在于：所述光学透明基体为对通信波长透明的基片材料，包括玻璃、陶瓷及高电阻率单晶硅中的一种。

10.一种基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装方法，其特征在于，包括步骤：

A)第一部件的制备：采用硬掩膜板选择性蒸镀方法于光学透明基体的下表面蒸镀图形化的下光学增透膜，并于所述光学透明基体的上表面蒸镀上光学增透膜；

B)第三部件的制备：采用MEMS工艺制备出的MEMS光学芯片的圆片；

C)中间层键合：采用中间层将所述光学透明基体及MEMS光学芯片的圆片进行对准键合，为每个MEMS光学芯片形成独立的密封腔体；

D)电极裸露：采用划片机的宽刀片沿键合晶圆片划片槽在光学透明基体上进行划片操作，控制划片机的划片深度，使得划片操作将整个键合晶圆片中所有MEMS光学芯片单元的电极焊盘暴露，并不划伤电极焊盘；

或者采用喷沙工艺将电极焊盘处的光学透明基体去除，露出电极焊盘；

E)芯片分离：采用划片机的窄刀片沿划片槽将整个键合晶圆片分隔成各个独立的封装单元。

11.根据权利要求10所述的基于中间层键合的MEMS光学芯片的封装方法，其特征在于：步骤B)所述的MEMS光学芯片包括体硅衬底、活动腔体、位于所述活动腔体内并由弹性梁机构固接于体硅衬底上的可动光学微镜、位于所述可动光学微镜表面的高反射膜、以及设置于所述活动腔体外侧的电极焊盘，其中，所述电极焊盘与活动腔体之间的体硅衬底具有裸露的硅表面。