CN104003352B - 基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构，该方法包括步骤：a）提供一垫片、一衬底片及一盖片，于所述垫片中形成芯片封装腔；b）键合所述垫片及所述衬底片；c）将待封装芯片通过键合结构键合于所述衬底片；d）提供吸气剂，并将所述吸气剂固定于朝向所述芯片封装腔的盖片表面；e）键合所述盖片及所述垫片并激活吸气剂。本发明基于MEMS技术制作封装腔体，将非致冷红外探测器芯片置于芯片封装腔内完成真空封装，有利于保护非致冷红外探测器芯片上脆弱的微结构，且具有了圆片级封装的效率；采用吸气剂薄膜维持腔体的真空度，可降低真空封装的体积；只对已通过测试的非致冷红外探测器芯片进行真空封装，降低了封装成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合晶圆级真空封装方法及结构，特别是涉及一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构。
背景技术
红外探测技术是现代核心军事技术之一，具有探测距离远、抗干扰能力强、可全天候工作的优点。随着红外成像技术的发展与成熟，其在民用领域的应用也越来越广泛。
按照工作原理红外探测器可分为量子型和非致冷两大类。量子型红外探测器灵敏度高，一般需要致冷，价格较高。非致冷红外探测器灵敏度稍低，无需致冷，性价比较高。这种非致冷红外探测器按照信号读取方式，又可分为电读出和光读出两大类。以氧化钒、非晶硅为代表的电读出方式的红外探测器居于主流地位，已成功实现了商业化。光学读出方式的红外探测器无需复杂的读出电路，探测灵敏度高，制作难度相对较低，具有高性价比的潜质，目前已有产品进入市场。
为了实现高性能，非致冷红外探测器需要真空封装。传统的真空封装方法是采用金属管壳进行封装，一般包括金属管座和红外滤波片，这种真空封装方式效率稍低；晶圆级真空封装是在完成对整个圆片的真空封装后再切片，提高了封装效率，但由于待封装芯片成品率的原因，封装了一些性能差的芯片，浪费了部分价格昂贵的红外滤波片。
针对上述问题，本发明提出了一种基于吸气剂薄膜的非致冷红外探测器的混合晶圆级真空封装方法，就是将已通过检测的待封装芯片置于制作好的封装腔体片中完成真空封装，一方面提高了封装效率，另一方面保证了红外滤光片的利用率，降低了封装成本。
本发明所提出的真空封装方法及结构除了适合热型红外探测器芯片外，同样也适合微机械陀螺芯片、加速度计芯片、谐振器芯片、场发射器件芯片、压力传感器芯片和光微机械器件芯片等需要真空封装的微机械传感器和执行器。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构，以提高器件的封装效率，降低封装难度和成本。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，包括以下步骤：
a)提供一垫片、一衬底片及一盖片，于所述垫片中形成芯片封装腔；
b)键合所述垫片及所述衬底片形成封装腔体；
c)提供一已通过测试的待封装芯片，将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述衬底片，或将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述盖片；
d)提供吸气剂，并将所述吸气剂固定于朝向所述封装腔的盖片表面；
e)提供一真空设备，将所述封装腔体和盖片对准后，进行抽真空、激活吸气剂及加热加压，通过键合结构键合所述盖片及所述垫片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，步骤a)中还包括于所述垫片中形成真空缓冲腔的步骤，且所述真空缓冲腔位于所述芯片封装腔的外围区域。
进一步地，步骤d)还包括于所述真空缓冲腔中固定吸气剂的步骤。所述真空缓冲腔该腔体内可以放置、固定适量的带状吸气剂，也可以不放任何吸气剂。真空缓冲腔一方面能延缓芯片封装腔内真空度的下降，延长器件的使用寿命，另一方面还能提高封装的成品率。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，步骤a)还包括于所述衬底片中形成用于待封装芯片引线的通孔结构，或于所述盖片中形成用于待封装芯片引线的通孔结构，并于所述衬底片的通孔结构中形成金属柱，或于所述盖片的通孔结构中形成金属柱的步骤。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，所述待封装芯片的种类包括非致冷红外探测器芯片、微机械陀螺芯片、加速度计芯片、谐振器芯片、场发射器件芯片、压力传感器芯片和光微机械器件芯片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，所述待封装芯片为非致冷红外探测器，所述盖片为包括双抛硅片、锗片及硫化锌片的红外滤波片，且所述红外滤波片表面形成有红外增透膜。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，步骤b)的键合方式的种类包括阳极键合、硅-硅键合、以及复合金属层-焊料-复合金属层键合。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，步骤c)及步骤e)所述的键合结构为复合金属层-焊料-复合金属层组成的叠层。
进一步地，所述复合金属层的种类包括Cr/Au、Cr/Cu、Cr/Ni/Au、Ti/Ni/Au、Ti/W/Ni/Au；所述焊料的种类包括AuSn、AgSn、InSn、PbSn、CuSn。
用于密封焊接的复合金属层的形状应是闭合的环状结构，其大小、形状应由所需密封的结构来决定；用于固定芯片复合金属层的形状应是条状或片状或带开口的环状结构或其它非闭合结构，其大小、形状应由所需固定的芯片来决定；用于电连接的复合金属层应是离散的长方块、圆形块或其它非连续的形状，其大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
低温焊料的材料的选择一方面与复合金属层材料的选择相关，另一方面与工艺顺序相关，一般而言，在后续工艺中使用的焊料熔焊温度不高于前面工艺中所使用的焊料的熔焊温度；低温焊料可根据需要选择预成型的焊料，或选择直接在复合金属层上采用电镀、溅射或蒸发的方法制备焊料；低温焊料的形状应根据用途来选择：当被用于密封时应选择闭合的环状结构焊料，其大小、形状应与所需密封的结构上的复合金属层相匹配；当被用于固定芯片而非密封时，应选择带开口的环状结构、条状结构焊料、焊球或焊片，其大小、形状应与所需固定芯片上及固定处复合金属层相匹配；当被用于电连接时，应选择焊球或焊片，焊球或焊片的大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，所述垫片的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片，所述衬底片的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，所述盖片为与所述衬底片的尺寸相匹配的整片，或为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法的一种优选方案，所述吸气剂的成分包括锆合金及钛合金的一种或组合。
本发明还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，包括：
衬底片；
垫片，结合于所述衬底片表面，其形成的封装腔体含有芯片封装腔；
盖片，通过键合结构结合于所述垫片表面；
吸气剂，固定于朝向所述封装腔的盖片表面；
待封装芯片，通过键合结构结合于所述衬底片或所述盖片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述垫片中还形成有真空缓冲腔，且所述真空缓冲腔位于所述芯片封装腔的外围区域。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述真空缓冲腔中固定有吸气剂。所述真空缓冲腔该腔体内可以放置、固定适量的带状吸气剂，也可以不放任何吸气剂。真空缓冲腔一方面能延缓芯片封装腔内真空度的下降，延长器件的使用寿命，另一方面还能提高封装的成品率。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述衬底片中形成有用于待封装芯片引线的金属柱，或所述盖片中形成用于待封装芯片引线的金属柱。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述待封装芯片的种类包括非致冷红外探测器芯片、微机械陀螺芯片、加速度计芯片、谐振器芯片、场发射器件芯片、压力传感器芯片和光微机械器件芯片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述待封装芯片为非致冷红外探测器，所述盖片为包括双抛硅片、锗片及硫化锌片的红外滤波片，且所述红外滤波片表面形成有红外增透膜。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述键合结构为复合金属层-焊料-复合金属层组成的叠层。
进一步地，所述复合金属层的种类包括Cr/Au、Cr/Cu、Cr/Ni/Au、Ti/Ni/Au、Ti/W/Ni/Au；所述焊料的种类包括AuSn、AgSn、InSn、PbSn、CuSn。
用于密封焊接的复合金属层的形状应是闭合的环状结构，其大小、形状应由所需密封的结构来决定；用于固定芯片复合金属层的形状应是条状或片状或带开口的环状结构或其它非闭合结构，其大小、形状应由所需固定的芯片来决定；用于电连接的复合金属层应是离散的长方块、圆形块或其它非连续的形状，其大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
低温焊料的材料的选择一方面与复合金属层材料的选择相关，另一方面与工艺顺序相关，一般而言，在后续工艺中使用的焊料熔焊温度不高于前面工艺中所使用的焊料的熔焊温度；低温焊料可根据需要选择预成型的焊料，或选择直接在复合金属层上采用电镀、溅射或蒸发的方法制备焊料；低温焊料的形状应根据用途来选择：当被用于密封时应选择闭合的环状结构焊料，其大小、形状应与所需密封的结构上的复合金属层相匹配；当被用于固定芯片而非密封时，应选择带开口的环状结构、条状结构焊料、焊球或焊片，其大小、形状应与所需固定芯片上及固定处复合金属层相匹配；当被用于电连接时，应选择焊球或焊片，焊球或焊片的大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述垫片的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片，所述衬底片的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述盖片为与所述衬底片的尺寸相匹配的整片，或为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
作为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构的一种优选方案，所述吸气剂的成分包括锆合金及钛合金的一种或组合。
如上所述，本发明提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构，包括步骤：a)提供一垫片、一衬底片及一盖片，于所述垫片中形成芯片封装腔；b)键合所述垫片及所述衬底片形成封装腔体；c)提供一已通过测试的待封装芯片，将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述衬底片，或将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述盖片；d)提供吸气剂，并将所述吸气剂固定于朝向所述封装腔的盖片表面；e)提供一真空设备，将所述封装腔体和盖片对准后，进行抽真空、激活吸气剂及加热加压，通过键合结构键合所述盖片及所述垫片。本发明基于MEMS技术制作封装腔体，将非致冷红外探测器芯片置于芯片腔内完成真空封装，有利于保护非致冷红外探测器芯片上脆弱的微结构，且具有了圆片级封装的效率；采用吸气剂薄膜想维持腔体的真空度，可降低真空封装的体积；只对已通过测试的非致冷红外探测器芯片进行真空封装，降低了封装成本。
附图说明
图1显示为本发明中具有芯片封装腔和真空缓冲腔的垫片的俯视示意图。
图2显示为本发明中具有芯片封装腔的垫片的俯视示意图。
图3a～图3e显示为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构实施例1所呈现的结构示意图。
图4～图34显示为本发明的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构实施例2～实施例32所呈现的结构示意图。
元件标号说明
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1～图34。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
需要说明的是，为了更好的解释本发明的方案，本发明的具体实施方式仅以基于吸气剂薄膜的非致冷红外探测器混合晶圆级真空封装方法及结构，当然，本发明对于其它类型的探测器的封装也同样适用，所述待封装芯片的种类还包括微机械陀螺芯片、加速度计芯片、谐振器芯片、场发射器件芯片、压力传感器芯片和光微机械器件芯片等需要真空封装的微机械传感器和执行器。本领域技术人员可以根据探测器类型的不同进行适应性的改变，但并不限定本发明的保护范围。
另外，本发明的垫片2为晶圆级的垫片2，但是为了方便说明，图1图2以一个芯片单元为例，图3a～图34以两个芯片单元为例。图1～图2显示为本发明的垫片2经过刻蚀等方法加工后的具体结构示意图，其中，
图1显示的所述垫片2中形成有1个芯片封装腔21及4个真空缓冲腔26；
图2显示的所述垫片2中形成有1个芯片封装腔21。
实施例1
本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，包括以下步骤：
首先进行步骤a)，提供一垫片2、一衬底片1及一盖片，于所述垫片2中形成芯片封装腔21，于所述垫片2中形成真空缓冲腔26，且所述真空缓冲腔26位于所述芯片封装腔21的外围区域。
然后进行步骤b)，键合所述垫片2及所述衬底片1形成封装腔体；
接着进行步骤c)，提供一已通过测试的待封装芯片，将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述衬底片1，或将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述盖片，其中，在必要时，需在所述衬底片1、垫片2、待封装芯片中形成用于电引线的金属柱；
然后进行步骤d)，提供吸气剂34，并将所述吸气剂34固定于朝向所述芯片封装腔21的盖片表面；
最后进行步骤e)，提供一真空设备，将所述封装腔体和盖片对准后，进行抽真空、激活吸气剂及加热加压，通过键合结构键合所述盖片及所述垫片2。
作为示例，步骤d)还包括于所述真空缓冲腔26中固定吸气剂的步骤。所述真空缓冲腔26该腔体内可以放置、固定适量的带状吸气剂24，也可以不放任何吸气剂。真空缓冲腔26一方面能延缓芯片封装腔21内真空度的下降，延长器件的使用寿命，另一方面还能提高封装的成品率。
作为示例，所述待封装芯片为非致冷红外探测器，所述盖片为包括双抛硅片、锗片及硫化锌片的红外滤波片3，且所述红外滤波片3表面形成有红外增透膜31。
作为示例，所述垫片2的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片，所述衬底片1的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片。当然，在其它的实施例中，所述垫片2及衬底片1还可以为陶瓷片等其它种类。
作为示例，步骤b)的键合方式的种类包括阳极键合(如玻璃与玻璃的键合等)、硅-硅键合(如硅与硅的键合等)、以及复合金属层-焊料-复合金属层键合，在本实施例中，所述步骤b)的键合方式的种类为阳极键合或硅-硅键合。当然，若所述垫片2或衬底1不能阳极键合或硅-硅键合时，所述垫片2与衬底片1的键合方式则应选择为复合金属层-焊料-复合金属层键合。
作为示例，步骤c)及步骤e)所述的键合结构为复合金属层-焊料-复合金属层组成的叠层。具体地，所述复合金属层的种类包括Cr/Au、Cr/Cu、Cr/Ni/Au、Ti/Ni/Au、Ti/W/Ni/Au；所述焊料的种类包括AuSn、AgSn、InSn、PbSn、CuSn。
其中，需要说明的是，用于密封焊接的复合金属层的形状应是闭合的环状结构，其大小、形状应由所需密封的结构来决定；用于固定芯片复合金属层的形状应是条状或片状或带开口的环状结构或其它非闭合结构，其大小、形状应由所需固定的芯片来决定；用于电连接的复合金属层应是离散的长方块、圆形块或其它非连续的形状，其大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
另外，低温焊料的材料的选择一方面与复合金属层材料的选择相关，另一方面与工艺顺序相关，一般而言，在后续工艺中使用的焊料熔焊温度不高于前面工艺中所使用的焊料的熔焊温度；低温焊料可根据需要选择预成型的焊料，或选择直接在复合金属层上采用电镀、溅射或蒸发的方法制备焊料；低温焊料的形状应根据用途来选择：当被用于密封时应选择闭合的环状结构焊料，其大小、形状应与所需密封的结构上的复合金属层相匹配；当被用于固定芯片而非密封时，应选择带开口的环状结构、条状结构焊料、焊球或焊片，其大小、形状应与所需固定芯片上及固定处复合金属层相匹配；当被用于电连接时，应选择焊球或焊片，焊球或焊片的大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
作为示例，所述盖片为与所述衬底片1的尺寸相匹配的整片，或为固定于与所述衬底片1的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
作为示例，所述吸气剂的成分包括锆合金及钛合金的一种或组合，如Zr-V-Fe-Al、Ti-Mo等。
如图3a～图3e所示，具体地，本实施例包括以下步骤：
如图3a所示，第一步，提供一衬底片1，通过刻蚀、腐蚀或激光等方法于所述衬底片1中形成用于待封装芯片引线的通孔结构。
如图1及图3a所示，第二步，提供一垫片2，通过刻蚀、腐蚀或激光等方法于所述垫片2中形成1个芯片封装腔21以及4个真空缓冲腔26，且所述真空缓冲腔26位于所述芯片封装腔21外围区域。在后续的工艺过程中，所述真空缓冲腔26该腔体内可以放置、固定适量的吸气剂，也可以不放任何吸气剂。真空缓冲腔26一方面能延缓芯片封装腔21内真空度的下降，延长器件的使用寿命，另一方面还能提高封装的成品率。其中，图3a中显示的垫片2包含2个芯片单元。
如图3b所示，第三步，键合所述垫片2及所述衬底片1。在本实施例中，所述垫片2及所述衬底片1均为双抛硅片，或者分别为双抛硅片和双抛玻璃片，或者分别为双抛玻璃片和双抛硅片，其键合方式为硅-硅键合或硅-玻璃阳极键合。
如图3c所示，第四步，通过电镀的方法于所述衬底片1的通孔结构中形成金属柱13，金属柱13材料为金或铜或铝等金属，但不限于上述材料。
如图3c所示，第五步，采用溅射或蒸发或电镀的方法在衬底片1(金属柱的位置)、垫片2上表面制作复合金属层12及22；
如图3d所示，第六步，提供在已通过测试的电读出非致冷红外探测器芯片4，并在其上制作金属通孔和复合金属层42，将非致冷红外探测器芯片4通过低温焊料51键合固定到衬底片1上，芯片敏感区41朝向红外滤波片3一侧。键合完成后，芯片的电信号能通过金属柱43和13引出。值得注意的是，低温焊料51、52、53可以是预成型的，也可是直接制作在复合金属层12、22、32、42上的。
如图3e所示，第七步，提供吸气剂，并将所述吸气剂固定于朝向所述芯片封装腔21的盖片表面。所述盖片为双抛硅片的红外滤波片3，在红外滤波片3表面制作红外增透膜31，然后制作复合金属层32，所述红外滤波片3为与所述衬底片1的尺寸相匹配的整片；
如图3e所示，第八步，提供一真空设备，将所述封装腔体和红外滤波片3对准后，进行抽真空(此时红外滤波片3和垫片2不接触或不紧密接触)、烘烤出气、激活吸气剂、加热加压(此时红外滤波片3和垫片2紧密接触)，通过键合结构键合所述红外滤波片3及所述垫片2完成真空封装。应该说明的是封装完成后，垫片2的顶端和红外滤波片3的下表面的距离为微米量级，图中为了说明问题的方便，它们之间的距离画得比较夸张，没有按照比例画出。
如图3e所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，包括：
衬底片1；
垫片2，结合于所述衬底片1表面，其形成的封装腔体含有芯片封装腔21以及真空缓冲腔26，且所述真空缓冲腔26位于所述芯片封装腔21的外围区域；
盖片，通过键合结构结合于所述垫片2表面；
吸气剂34，固定于朝向所述芯片封装腔21的盖片表面；
待封装芯片，通过键合结构结合于所述衬底片1或所述盖片。
作为示例，所述真空缓冲腔26中固定有吸气剂。所述真空缓冲腔26该腔体内可以放置、固定适量的带状吸气剂24，也可以不放任何吸气剂。真空缓冲腔26一方面能延缓芯片封装腔21内真空度的下降，延长器件的使用寿命，另一方面还能提高封装的成品率。
作为示例，所述衬底片1中形成有用于待封装芯片引线的金属柱。
作为示例，所述待封装芯片为非致冷红外探测器，所述盖片为包括双抛硅片、锗片及硫化锌片的红外滤波片3，且所述红外滤波片3表面形成有红外增透膜31。
作为示例，所述键合结构为复合金属层-焊料-复合金属层组成的叠层。
作为示例，所述复合金属层的种类包括Cr/Au、Cr/Cu、Cr/Ni/Au、Ti/Ni/Au、Ti/W/Ni/Au；所述焊料的种类包括AuSn、AgSn、InSn、PbSn、CuSn。
用于密封焊接的复合金属层的形状应是闭合的环状结构，其大小、形状应由所需密封的结构来决定；用于固定芯片复合金属层的形状应是条状或片状或带开口的环状结构或其它非闭合结构，其大小、形状应由所需固定的芯片来决定；用于电连接的复合金属层应是离散的长方块、圆形块或其它非连续的形状，其大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
低温焊料的材料的选择一方面与复合金属层材料的选择相关，另一方面与工艺顺序相关，一般而言，在后续工艺中使用的焊料熔焊温度不高于前面工艺中所使用的焊料的熔焊温度；低温焊料可根据需要选择预成型的焊料，或选择直接在复合金属层上采用电镀、溅射或蒸发的方法制备焊料；低温焊料的形状应根据用途来选择：当被用于密封时应选择闭合的环状结构焊料，其大小、形状应与所需密封的结构上的复合金属层相匹配；当被用于固定芯片而非密封时，应选择带开口的环状结构、条状结构焊料、焊球或焊片，其大小、形状应与所需固定芯片上及固定处复合金属层相匹配；当被用于电连接时，应选择焊球或焊片，焊球或焊片的大小和形状应与金属柱顶端面积相匹配。
作为示例，所述垫片2的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片，所述衬底片1的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片。在本实施例中，所述垫片2和衬底片1均为双抛硅片，或者分别为双抛硅片和双抛玻璃片，或者分别为双抛玻璃片和双抛硅片。
作为示例，所述盖片为与所述衬底片1的尺寸相匹配的整片，或为固定于与所述衬底片1的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
作为示例，所述吸气剂的成分包括锆合金及钛合金的一种或组合，如Zr-V-Fe-Al、Ti-Mo等。
实施例2
如图4所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例1，其中，所述盖片为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
如图4所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例1，其中，所述盖片为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
实施例3
如图5所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例1，其中，本实施例不需要在衬底片、待封装芯片中形成通孔结构及金属柱，而是在所述盖片中形成用于待封装芯片引线的通孔结构，并于所述盖片的通孔结构中形成金属柱33；所述非致冷红外探测器不是键合于所述衬底表面而是键合于所述盖片表面。
如图5所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例1，其中，本实施例所述衬底片、待封装芯片中不形成通孔结构及金属柱，而所述盖片中则形成用于待封装芯片引线的通孔结构及金属柱33；所述非致冷红外探测器不是键合于所述衬底表面而是键合于所述盖片表面。
实施例4
如图6所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例3，其中，所述盖片为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
如图6所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例3，其中，所述盖片为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
实施例5
如图7所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例1，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
如图7所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例1，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
实施例6
如图8所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例2，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
如图8所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例2，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
实施例7
如图9所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例3，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
如图9所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例3，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
实施例8
如图10所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例4，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
如图10所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例4，其中，所述衬底片1和垫片2不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，即衬底片1和垫片2均为陶瓷片，或均为双抛玻璃片，或分别为陶瓷片、玻璃片，或分别为玻璃片、陶瓷片，或分别为陶瓷片、双抛硅片，或分别为双抛硅片、陶瓷片，它们不能通过阳极键合或硅硅键合的方法键合在一起，需要通过在焊料键合的方法将衬底片1和垫片2键合在一起，即需要在衬底片上表面制作复合金属层12、在垫片2下表面制作复合金属层22，通过低温焊料53将衬底片1和垫片2键合在一起。
实施例9
如图11所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例1，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图11所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例1，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例10
如图12所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例2，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图12所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例2，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例11
如图13所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例3，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图13所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例3，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例12
如图14所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例4，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图14所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例4，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例13
如图15所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例5，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图15所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例5，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例14
如图16所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例6，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图16所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例6，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例15
如图17所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例7，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图17所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例7，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例16
如图18所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例8，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
如图18所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例8，其中，所述垫片2所形成的通孔只包含芯片封装腔21，而没有真空缓冲腔26。
实施例17
如图19所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例1，其中，所述非致冷红外探测器芯片4为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图19所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例1，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例18
如图20所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例2，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图20所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例2，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例19
如图21所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例3，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图21所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例3，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例20
如图22所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例4，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图22所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例4，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例21
如图23所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例5，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图23所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例5，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例22
如图24所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例6，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图24所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例6，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例23
如图25所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例7，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图25所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例7，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例24
如图26所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例8，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图26所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例8，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例25
如图27所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例9，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图27所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例9，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例26
如图28所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例10，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图28所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例10，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例27
如图29所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例11，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图29所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例11，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例28
如图30所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例12，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图30所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例12，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2需选择双抛硅片，所述衬底片1和垫片2通过硅-玻璃阳极键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例29
如图31所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例13，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图31所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例13，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例30
如图32所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例14，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图32所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例14，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例31
如图33所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例15，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图33所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例15，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
实施例32
如图34所示，本实施例提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其基本步骤如实施例16，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如图34所示，本实施例还提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装结构，其基本结构如实施例16，其中，所述非致冷红外探测器芯片为光读出非致冷红外探测器芯片。由于要封装的非致冷红外探测器芯片4为光读出方式的，所述衬底片1需要选择透可见光的玻璃片，所述垫片2选择双抛玻璃片或陶瓷片，所述衬底片1和垫片2通过复合金属层-焊料-复合金属层键合形成封装腔体，工艺过程中不涉及通孔结构及金属柱的制作，在固定光读出非致冷红外探测器芯片时，应注意将芯片的可见光反射面朝向透可见光的玻璃衬底1一侧，而红外吸收层则朝向红外滤波片3一侧。
如上所述，本发明提供一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法及结构，包括步骤：a)提供一垫片、一衬底片及一盖片，于所述垫片中形成封装腔；b)键合所述垫片及所述衬底片；c)提供一待封装芯片，将所述待封装芯片通过键合结构键合于所述衬底片，或将所述待封装芯片通过键合结构键合于所述盖片；d)提供吸气剂，并将所述吸气剂固定于朝向所述封装腔的盖片表面；e)提供一真空设备，将所述封装腔体和盖片对准后，进行抽真空、激活吸气剂及加热加压，通过键合结构键合所述盖片及所述垫片。本发明基于MEMS技术制作封装腔体，将非致冷红外探测器芯片置于芯片腔内完成真空封装，有利于保护非致冷红外探测器芯片上脆弱的微结构，且具有了圆片级封装的效率；采用吸气剂薄膜想维持腔体的真空度，可降低真空封装的体积；只对已通过测试的非致冷红外探测器芯片进行真空封装，降低了封装成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)提供一垫片、一衬底片及一盖片，于所述垫片中形成芯片封装腔，于所述衬底片中形成用于待封装芯片引线的通孔结构，或于所述盖片中形成用于待封装芯片引线的通孔结构，并于所述衬底片的通孔结构中形成金属柱，或于所述盖片的通孔结构中形成金属柱；
b)键合所述垫片及所述衬底片形成封装腔体；
c)提供一已通过测试的待封装芯片，将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述衬底片，或将所述已通过测试的待封装芯片通过键合结构键合于所述盖片；
d)提供吸气剂，并将所述吸气剂固定于朝向所述芯片封装腔的盖片表面；
e)提供一真空设备，将所述封装腔体和盖片对准后，进行抽真空、激活吸气剂及加热加压，通过键合结构键合所述盖片及所述垫片。
2.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：步骤a)中还包括于所述垫片中形成真空缓冲腔的步骤，且所述真空缓冲腔位于所述芯片封装腔的外围区域。
3.根据权利要求2所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：步骤d)还包括于所述真空缓冲腔中固定吸气剂的步骤。
4.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：所述待封装芯片的种类包括非致冷红外探测器芯片、微机械陀螺芯片、加速度计芯片、谐振器芯片、场发射器件芯片、压力传感器芯片和光微机械器件芯片。
5.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：所述待封装芯片为非致冷红外探测器，所述盖片为包括双抛硅片、锗片及硫化锌片的红外滤波片，且所述红外滤波片表面形成有红外增透膜。
6.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：步骤b)的键合方式的种类包括阳极键合、硅-硅键合、以及复合金属层-焊料-复合金属层键合。
7.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：步骤c)及步骤e)所述的键合结构为复合金属层-焊料-复合金属层组成的叠层。
8.根据权利要求7所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：所述复合金属层的种类包括Cr/Au、Cr/Cu、Cr/Ni/Au、Ti/Ni/Au、Ti/W/Ni/Au；所述焊料的种类包括AuSn、AgSn、InSn、PbSn、CuSn。
9.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：所述垫片的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片，所述衬底片的种类包括双抛玻璃片、双抛硅片及陶瓷片。
10.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：所述盖片为与所述衬底片的尺寸相匹配的整片，或为固定于与所述衬底片的尺寸相匹配的夹具中的分离片。
11.根据权利要求1所述的基于吸气剂薄膜的混合晶圆级真空封装方法，其特征在于：所述吸气剂的成分包括锆合金及钛合金的一种或组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |