本發(fā)明涉及一種通過(guò)在接觸的基板上引入焊線用于焊接基板（例如玻璃基板）的方法。本發(fā)明還涉及焊接基板和單化芯片，特別是氣密密封外殼。

背景技術(shù)：

1、設(shè)計(jì)為氣密密封外殼的單化芯片可以通過(guò)多步驟過(guò)程批量生產(chǎn)。例如，可以將兩個(gè)呈較大晶圓形式的基板接觸，其中限定出功能區(qū)以及位于這些功能區(qū)之間的中間區(qū)。通常，堆疊的基板至少在中間區(qū)中接觸。功能區(qū)可以例如設(shè)計(jì)為容納功能元件的空腔，或設(shè)計(jì)為晶圓的某些表面區(qū)域等。

2、在將堆疊的基板切分成多個(gè)單化芯片之前，可以在中間區(qū)內(nèi)引入成對(duì)的相鄰焊線，每條焊線在兩個(gè)基板之間形成氣密結(jié)合。然后，可以在每對(duì)相鄰的焊線之間將基板堆疊切分成單化芯片，這樣每個(gè)單化芯片最終都會(huì)保留一條環(huán)繞的焊線，從而氣密地密封單化芯片的功能區(qū)?？梢允褂酶鞣N方法來(lái)實(shí)施對(duì)此類(lèi)基板堆疊的切分。

3、例如，可以借助鋸片切割基板。然而，當(dāng)鋸片在成對(duì)的相鄰焊線之間運(yùn)行時(shí)，鋸片可能會(huì)偶爾與焊線接觸，這可能會(huì)導(dǎo)致芯片的氣密性受損，并導(dǎo)致鋸片不均勻磨損。

4、另一種示例性的切分方法可以是在成對(duì)的相鄰焊線之間進(jìn)行劃線，然后進(jìn)行折斷。然而，在這種情況下，可能會(huì)出現(xiàn)斷邊不平整和崩邊的情況。

5、又另一種示例性的切分方法可以是首先通過(guò)在基板中引入激光穿孔來(lái)預(yù)分離基板，然后沿著預(yù)分離線蝕刻分離基板。然而，在這種情況下，蝕刻速率可能不規(guī)則，或者蝕刻流體可能會(huì)到達(dá)結(jié)合界面。除了蝕刻之外，預(yù)分離線也可以通過(guò)折斷來(lái)分離，但這也可能導(dǎo)致斷邊不平整或出現(xiàn)崩邊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是改進(jìn)焊接基板和/或加工成單化芯片的工藝以及單化芯片本身，尤其旨在減少或避免上述問(wèn)題。該目的一方面在于改善單化芯片的邊緣，尤其在于提高邊緣強(qiáng)度。該目的另一方面在于，在使用鋸片進(jìn)行切分時(shí)，防止鋸片的不均勻磨損，從而延長(zhǎng)其使用壽命。該目的另一方面在于，在使用機(jī)械方式進(jìn)行切分時(shí)，實(shí)現(xiàn)更精確的斷邊并避免崩邊。該目的另一方面在于，在使用蝕刻方式進(jìn)行切分時(shí)，避免蝕刻流體到達(dá)結(jié)合界面，并實(shí)現(xiàn)更均勻的蝕刻速率。

2、為了解決該目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于焊接基板的方法，其中使第一基板和第二基板彼此接觸，從而在兩個(gè)基板之間形成接觸區(qū)。

3、此外，將在接觸區(qū)內(nèi)彼此相鄰延伸的至少兩條外焊線引入到第一基板和第二基板中，使得第一基板和第二基板通過(guò)每條外焊線焊接在一起，并且使得在兩條外焊線之間限定出切分區(qū)。

4、此外，將在切分區(qū)內(nèi)的兩條外焊線之間延伸的四條或更多條內(nèi)焊線引入兩個(gè)基板中的至少一個(gè)基板中。

5、該四條或更多條內(nèi)焊線不一定需要將第一基板和第二基板焊接在一起，而是也可以在基板的體積內(nèi)延伸。然而，可以優(yōu)選的是，內(nèi)焊線或至少一條或一些內(nèi)焊線也將第一基板和第二基板焊接在一起，這將在后面更詳細(xì)地解釋。

6、相互接觸的第一基板和第二基板可以是兩個(gè)單獨(dú)基板，例如，待形成的基板堆疊的頂部基板和待形成的基板堆疊的另一個(gè)基板，例如，當(dāng)基板堆疊僅由兩個(gè)基板組成時(shí)為底部基板，或者當(dāng)基板堆疊包括兩個(gè)以上的基板時(shí)為內(nèi)部基板（例如間隔基板）。

7、形成接觸的第一基板和第二基板也可以是單獨(dú)基板和現(xiàn)有基板堆疊的外部基板。形成接觸的第一基板和第二基板也可以都是現(xiàn)有基板堆疊的外部基板。

8、優(yōu)選地，第一基板是一體成型的單獨(dú)基板。第二基板可以是一體成型的單獨(dú)基板，也可以是包含一個(gè)或多個(gè)基板的組裝基板堆疊的外部基板。

9、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該方法還可以包括：通過(guò)在切分區(qū)內(nèi)切割焊接基板，將焊接基板切分成多個(gè)單化芯片。優(yōu)選地，切割可以在切分區(qū)內(nèi)延伸的至少一條內(nèi)焊線上進(jìn)行。

10、切分區(qū)內(nèi)的內(nèi)焊線具有諸多優(yōu)勢(shì)，這看似違反直覺(jué)，因?yàn)樵谇蟹诌^(guò)程中通常不希望接觸或即將接觸焊線。尤其令人驚訝的是，內(nèi)焊線的存在對(duì)不同的切分工藝都有益處，因此甚至可以針對(duì)后續(xù)切分來(lái)優(yōu)化基板的焊接，而不受后續(xù)階段將使用的具體切分方法的影響。此外，令人驚訝的是，切分區(qū)內(nèi)的內(nèi)焊線的存在對(duì)分離并無(wú)不利影響，因此，增加的工藝實(shí)際上減少了非相交區(qū)域和相交區(qū)域的結(jié)構(gòu)差異。

11、根據(jù)一種示例性切分方法，焊接基板的切割是可以通過(guò)鋸片來(lái)進(jìn)行的，其中優(yōu)選地，鋸片切入在切分區(qū)內(nèi)延伸的內(nèi)焊線中的至少一條。

12、在這種情況下，由于切分區(qū)內(nèi)存在內(nèi)焊線，鋸片的磨損可能會(huì)更均勻。原因在于，不僅鋸片的外邊緣可能會(huì)偶爾與外焊線接觸，而且由于內(nèi)焊線的存在，鋸片整個(gè)寬度上的磨損可能會(huì)更均勻。正如下文將更詳細(xì)解釋的那樣，焊線的熔化區(qū)域內(nèi)的硬化材料可能會(huì)增加鋸片的磨損。與直覺(jué)相反，這種鋸片磨損的增加可能會(huì)延長(zhǎng)鋸片的使用壽命，因?yàn)閮?nèi)焊線可以使鋸片磨損更均勻，從而實(shí)現(xiàn)一致的切分。此外，由于內(nèi)焊線的存在，鋸片無(wú)需定位得如此精確，即可保持分離質(zhì)量處于適當(dāng)水平。

13、根據(jù)另一示例性的切分方法，焊接基板的切割是可以通過(guò)劃線和隨后折斷來(lái)進(jìn)行的。

14、在這種情況下，如下文將更詳細(xì)地解釋的那樣，切分區(qū)中的內(nèi)焊線可能涉及圍繞焊線的熔化區(qū)域的加熱區(qū)域，這能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的折斷并防止崩邊。

15、根據(jù)另一種示例性的切分方法，焊接基板的切割是可以通過(guò)激光穿孔（在基板中引入相鄰的穿孔）以及隨后蝕刻（使用蝕刻流體連接相鄰的穿孔）和/或隨后施加應(yīng)力來(lái)進(jìn)行的。后者可以通過(guò)機(jī)械和/或熱力（例如，使用co2激光器或氣體火焰）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

16、在這種情況下，切分區(qū)內(nèi)的內(nèi)焊線可能再次包含圍繞焊線的熔化區(qū)域的加熱區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)更均勻的蝕刻速率和/或更精確的折斷并防止崩邊。此外，內(nèi)焊線還可以防止蝕刻流體到達(dá)結(jié)合界面。

17、一般而言，無(wú)論采用何種切分方法，切分區(qū)內(nèi)的內(nèi)焊線的存在都可能導(dǎo)致分離邊緣處殘留部分焊線和/或分離邊緣處殘留焊線的部分加熱或熔化區(qū)域，這可能導(dǎo)致單化芯片的邊緣強(qiáng)度增加以及氣密性改善。

18、外焊線和/或內(nèi)焊線的橫截面優(yōu)選地可以由以下特征來(lái)表征：非線性吸收區(qū)；細(xì)長(zhǎng)氣泡，該細(xì)長(zhǎng)氣泡優(yōu)選從非線性吸收區(qū)開(kāi)始；熔化區(qū)域，該熔化區(qū)域優(yōu)選圍繞細(xì)長(zhǎng)氣泡；和/或加熱區(qū)域，該加熱區(qū)域優(yōu)選圍繞細(xì)長(zhǎng)氣泡和/或熔化區(qū)域。

19、如上所述，本發(fā)明包括使第一基板和第二基板接觸，從而在這些基板之間形成接觸區(qū)。

20、優(yōu)選地，接觸區(qū)的寬度小于5mm，優(yōu)選小于2mm，更優(yōu)選小于1mm，最優(yōu)選小于0.6mm。

21、優(yōu)選地，接觸區(qū)的寬度大于0.1mm，優(yōu)選大于0.4mm，更優(yōu)選大于0.6mm。

22、例如，接觸區(qū)的寬度可以在0.1mm至5mm的范圍內(nèi)、或在0.4mm至2mm的范圍內(nèi)、或在0.6mm至1mm的范圍內(nèi)。

23、如上所述，在至少兩條外焊線之間，特別是在兩條最內(nèi)側(cè)的外焊線之間，限定出切分區(qū)。

24、優(yōu)選地，切分區(qū)的寬度小于2mm，優(yōu)選小于1mm，更優(yōu)選小于0.3mm。

25、優(yōu)選地，切分區(qū)的寬度大于0.05mm，優(yōu)選大于0.1mm，更優(yōu)選大于0.2mm。

26、例如，切分區(qū)的寬度可以在0.05mm至2mm的范圍內(nèi)、或在0.1mm至1mm的范圍內(nèi)、或在0.2mm至0.3mm的范圍內(nèi)。

27、如上所述，引入至少四條內(nèi)焊線，這些內(nèi)焊線沿著切分區(qū)并在兩條外焊線之間延伸。在一些實(shí)施例中，一條以上的內(nèi)焊線可能更為有利。

28、優(yōu)選地，引入至少8條內(nèi)焊線。

29、兩條相鄰內(nèi)焊線之間的距離d可以小于0.3mm，優(yōu)選小于0.15mm，更優(yōu)選小于0.05mm。

30、在一些實(shí)施例中，可以引入內(nèi)焊線，使得分?jǐn)?shù)d/w小于3，優(yōu)選小于2，其中d為相鄰內(nèi)焊線之間的距離，w為切分區(qū)的寬度。距離d可以優(yōu)選為內(nèi)焊線之間的平均距離。

31、在一些實(shí)施例中，用于焊接基板的方法可以包括限定第一基板和第二基板的焊接需要承受的最小剪切力fmin，以及引入多條外焊線和/或內(nèi)焊線，以實(shí)現(xiàn)所限定的最小剪切力fmin。

32、如上所述，沿著接觸區(qū)延伸的至少兩條外焊線被引入到第一基板和第二基板中，以將它們焊接在一起。換句話說(shuō)，至少一條外焊線在切分區(qū)的每側(cè)延伸。在一些實(shí)施例中，在切分區(qū)的每側(cè)均存在一條以上的外焊線可能是有益的。

33、優(yōu)選地，可以在切分區(qū)的每側(cè)均引入至少2條外焊線，優(yōu)選地，可以在切分區(qū)的每側(cè)均引入至少3條外焊線，更優(yōu)選地，可以在切分區(qū)的每側(cè)均引入至少4條外焊線。

34、切分區(qū)的一側(cè)上的兩條相鄰?fù)夂妇€之間的距離d可以小于0.3mm，優(yōu)選可以小于0.15mm，更優(yōu)選可以小于0.05mm。

35、總體而言，本發(fā)明涉及一種用于焊接兩個(gè)基板的方法，其中優(yōu)選地，兩個(gè)基板中的至少一個(gè)可以是透明的。

36、在一些實(shí)施例中，第一基板、特別是單獨(dú)基板可以包括以下材料中的至少一種：玻璃；玻璃陶瓷；硼硅酸鹽玻璃；晶體；藍(lán)寶石；金剛石。

37、在一些實(shí)施例中，第二基板可以包括以下材料中的至少一種：玻璃；玻璃陶瓷；硼硅酸鹽玻璃；晶體；藍(lán)寶石；金剛石；硅；金屬。

38、形成接觸的兩個(gè)基板可以例如呈較大晶圓的形式，該較大晶圓可切分成多個(gè)單化芯片。例如，可以使用厚度在0.3mm至1mm的范圍內(nèi)并且橫向尺寸在150mm至250mm的范圍內(nèi)的晶圓，其中這些晶圓可以是圓形的。

39、在一些實(shí)施例中，第一基板和/或第二基板的厚度可以在0.03mm至20mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.1mm至4mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.2mm至2mm的范圍內(nèi)。

40、在一些實(shí)施例中，第一基板和/或第二基板的橫向尺寸可以在30mm至1000mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在50mm至500mm的范圍內(nèi)。

41、在一些實(shí)施例中，可以在兩個(gè)基板中引入多個(gè)切分區(qū)。在這種情況下，焊接基板可以被切分成多個(gè)單化芯片。

42、優(yōu)選地，該多個(gè)切分區(qū)可以限定出網(wǎng)格，其中切分區(qū)可以優(yōu)選彼此正交延伸。

43、本發(fā)明還公開(kāi)了一種焊接基板，該焊接基板包括至少第一基板和第二基板，其中第一基板和第二基板彼此接觸，從而在兩個(gè)基板之間形成接觸區(qū)。

44、至少兩條外焊線在第一基板和第二基板內(nèi)的接觸區(qū)內(nèi)彼此相鄰地延伸，從而第一基板和第二基板通過(guò)每條外焊線焊接在一起，并且從而在兩條外焊線之間限定出切分區(qū)。

45、一條或多條內(nèi)焊線在兩個(gè)基板中的至少一個(gè)基板內(nèi)的切分區(qū)內(nèi)的兩條外焊線之間延伸。

46、優(yōu)選地，限定出一個(gè)或多個(gè)功能區(qū)，每個(gè)功能區(qū)均被切分區(qū)氣密地封閉。

47、形成接觸的第一基板和第二基板可以是兩個(gè)單獨(dú)基板，也可以是單獨(dú)基板和基板堆疊中的外部基板，還可以是兩個(gè)基板堆疊的兩個(gè)外部基板。因此，所述焊接基板可以包括其他基板。

48、例如，焊接基板可以包括第三基板，其中第二基板和第三基板彼此接觸，從而在這兩個(gè)基板之間形成接觸區(qū)。

49、至少兩條外焊線可以在第二基板和第三基板內(nèi)的接觸區(qū)內(nèi)彼此相鄰地延伸，從而第二基板和第三基板通過(guò)每條外焊線焊接在一起，并且從而在兩條外焊線之間限定出切分區(qū)。

50、一條或多條內(nèi)焊線可以在兩個(gè)基板中的至少一個(gè)基板內(nèi)的該切分區(qū)內(nèi)的兩條外焊線之間延伸。

51、優(yōu)選地，限定出一個(gè)或多個(gè)空腔，每個(gè)空腔均被切分區(qū)氣密地封閉。

52、優(yōu)選地，這種空腔可以被間隔基板橫向封閉，該間隔基板包括在間隔基板的整個(gè)厚度上延伸的一個(gè)或多個(gè)空腔。

53、本發(fā)明還公開(kāi)了一種單化芯片，特別是氣密密封外殼，其包括至少第一基板和第二基板，其中第一基板和第二基板彼此接觸并通過(guò)焊線焊接在一起。

54、限定由焊線氣密地封閉的功能區(qū)。這些焊線將第一基板和第二基板焊接在一起。

55、至少兩條另外的焊線或部分焊線可以位于至少一個(gè)基板的側(cè)邊緣處。該焊線或部分焊線可以是先前引入的內(nèi)焊線的結(jié)果，并且不一定必須將第一基板和第二基板焊接在一起，而是也可以在基板的體積內(nèi)延伸。

56、單化芯片可以包括其他基板，例如第三基板，其中第二基板和第三基板相互接觸并通過(guò)焊線焊接在一起。

57、可以限定出由焊線氣密地封閉的空腔。這些焊線將基板焊接在一起。

58、優(yōu)選地，這種空腔可以由間隔基板橫向封閉，該間隔基板包括在間隔基板的整個(gè)厚度上延伸的空腔。

59、至少一條焊線或部分焊線可以位于至少一個(gè)基板的側(cè)邊緣處。該焊線或部分焊線可以是先前引入的內(nèi)焊線的結(jié)果，并且不一定必須將基板焊接在一起，而是也可以在基板的體積內(nèi)延伸。