[发明专利]用于在微机械晶圆上制造阻尼结构的方法

说明书

本发明涉及一种用于在微机械晶圆上制造阻尼结构的方法，该方法具有以下步骤：A‑提供至少部分UV透明的主模，用于模制阻尼结构；B‑将微机械晶圆插入并按压到所述主模中，使得晶圆中的微机械结构是关于所述阻尼结构经调整的；C‑以UV硬化的LSR填充所述主模并随后进行UV曝光；D‑脱模并移除由附有阻尼部分的微机械晶圆组成的经复合的结构。本发明还涉及一种用于制造带有经UV硬化的阻尼部分的分离的MEMS芯片的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于在微机械晶圆上制造阻尼结构的方法。

背景技术

某些MEMS传感器(例如转速传感器)必须根据安装位置和要求以减震的方式被支承(例如发动机舱中的行驶动态传感器)。在此已经使用了复杂的不同解决方案，所述解决方案给整个电路板或传感器模块在其外封装中部分地配备弹簧(abfedern)。替代地，可以通过以下方式硅芯片级(Si-Chiplevel)地减震微机械部件：将其施加于硅结构上。这也会附加地减轻温度波动时的机械应力。

先前的需要多次粘合和非常准确的定位的构造的解决方案是有挑战性的或者说复杂且昂贵的。实现晶圆级(Wafer-Level)的阻尼结构、与传感器晶圆连接和随后的共同分离，允许更简单、更准确的定位，并且需要更少的工作步骤。

在未公开的专利申请DE 102018222685.7(R.382170，EM2018/4462)和DE102019205799.3(R.382873)中，描述了用于制造具有阻尼结构的微机械设备的方法，其中，在微机械晶圆上制造晶圆级的阻尼结构。

发明内容

本发明的任务是实现一种用于在微机械晶圆上制造阻尼结构的替代方法，该方法允许产生更精细且更细丝(filigraner)的阻尼结构，相比于已知的解决方案，该阻尼结构允许进一步微型化和更好地匹配使用环境和使用条件的要求。

本发明的优点

本发明涉及一种用于在微机械晶圆上制造阻尼结构的方法，该方法具有以下步骤：

A-提供至少部分UV透明的主模(Master-Form)，用于模制阻尼结构；

B-将微机械晶圆插入并按压到主模中，使得晶圆中的微机械结构是关于阻尼结构经调整的；

C-以经UV硬化的LSR(Liquid Silicone Rubber，液态硅胶)填充主模并随后进行UV曝光；

D-脱模并移除由附有阻尼部分的微机械晶圆组成的复合的(verbunden)结构。

通过使用用于阻尼结构的新型材料类别来实现本发明的任务，所述新型材料类别基本上使得根据本发明的制造方法成为可能。

在此涉及UV固化(vernetzend)的有机硅或LSR，例如Momentive公司的已知的UV-LSR 2030或UV-LSR 2060。这些有机硅允许将模具填充和固化分离开，从而可以以相对较低的压力填充更精细的模具，因为在填充过程期间不会发生硬化过程。通过操控UV曝光来控制硬化的时刻，不仅可以在模具填充期间进行而且可以在模具填充结束之后进行。在此，硬化的时刻将主要在模具填充结束之后。

与注塑成型方法(injection molding)或压缩成型(Compression Molding)相反，该加工在低得多的温度下进行。UV-LSR的加工通常在室温或者说在20℃至60℃之间进行。与热固化LSR(其中，加工温度介于130℃和200℃之间)相比，UV固化的LSR具有以下优点：避免或至少显著降低由于传感器(材料例如硅)和阻尼部分(材料例如有机硅，PDMS)之间的膨胀系数不同而产生的热应力，该热应力可以会对性能、可靠性和使用寿命产生负面影响。

该方法可以如所描述的那样针对完整晶圆执行，但是也可以将晶圆优选地以矩形锯成多个部分，即晶圆片，在其上执行该方法。在极端情况下，该方法也可以应用于单个微机械传感器。