气密封闭的透明的凹腔及其封壳的制作方法

微观装置的制造及其处理技术1.本发明涉及用于提供多个气密密封的封壳的方法以及透明的封壳。背景技术：2.气密封闭的封壳可用于保护灵敏的电子器件、电路或例如传感器。因此可将医疗植入物应用在例如心脏的区域中、视网膜中或用于生物处理器。已知使用且应用由钛制成的封壳的生物处理器。3.对于特别恶劣的环境条件可借助根据本发明的封壳保护传感器。在这些领域中例如也包括mems(mikro-elektro-mechanische-systeme，微机电系统)、气压计等。4.应用根据本发明的封壳的另一领域可在智能电话的外壳中、虚拟现实眼镜以及类似设备的领域中。根据本发明的封壳也可用于制造例如在电动汽车中的流动池(flusszellen)。但是也可在航空航天领域中、在高温应用中以及在微光学领域中使用根据本发明的封壳。5.前述应用目的的共同点在于，对电子器件的稳固性(鲁棒性)提出高要求。即保护电子器件以防恶劣的环境影响。必要时还要求确保与封壳的内部区域、即由封壳形成的凹腔、即例如与尤其可见范围内的电磁辐射和/或微波辐射范围内的辐射的交换，即封壳至少部分地和/或至少局部是透明的。例如至少对于电磁辐射的波长范围的透明性允许通信方法、数据或能量传输以及测量，尤其通过布置在凹腔中的电子器件或传感器的光学测量。6.原则上已知的是将多个部分接合在一起并且将这些部分布置成，使得在一间隙中形成容纳区域，在该容纳区域中可接收组件。例如hause schott primoceler oy的欧洲专利ep 3 012 059 b1呈现用于制造保护光学构件的透明部件的方法。在此使用新型的激光方法。技术实现要素：7.本发明基于肖特公司取得的发展进步。因此本发明在于改进封壳并且尤其构造成更结实的。由此可相对于环境影响以及例如机械载荷提高稳固性。8.本发明的另一子方案在于改进对封壳的分离，以降低封壳的角部和棱边发生断裂的概率、即同样获得更稳固的封壳。9.在例如生物兼容性方面的材料特性以及材料组合对于后续应用具有决定性作用的基础上，本发明的另一子方案最终是减少待使用的材料和/或复合材料的数量。10.本发明的另一子方案是提供一种封壳，该封壳可具有任意的外轮廓。11.通过使用例如光刻工艺打开了超出常规的分离工艺、例如晶片切割所允许的自由度。因此例如可产生近乎任意的几何轮廓并因此能够匹配现有的互补结构，如通常在生物学中所存在的，尤其作为示例是骨骼结构中的凹腔。12.换句话说，本发明的第一目的是提供用于凹腔的更好的封壳以承受更恶劣的环境条件和影响，另外第二目的是能为封壳尽可能自由地选择外部形状或轮廓和/或尺寸。13.本发明的另一方案是提供对封壳的改进使其成本特别有利、但是可靠并且使用寿命长，因为经改进的封壳也必须在市场竞争中脱颖而出。14.因此在本发明中提出用于提供多个气密密封的封壳的方法。虽然该方法可没有困难地改变使得借助该方法制造仅单个封壳，但是在相同的工艺流程中制造多个封壳具有经济意义，因为由此可节省时间、精力和原材料。15.根据本发明的气密封闭的封壳包括至少一个基底基板和覆盖基板，即第一基板和第二基板，它们形成封壳的至少一部分。封壳还包括被封壳包围的至少一个功能区域、尤其气密封闭的容纳腔，容纳腔用于接收容纳物，如电子电路、传感器或mems。16.覆盖基板在此优选包括玻璃状的材料，或至少局部并且至少对于一波长范围透明的材料。17.封壳的至少两个部分借助至少一个激光键合线接合成气密闭合的封壳。18.覆盖基板在此可一件式地构造成封壳的侧面环绕的边缘和封壳的上侧，并且基底基板与覆盖基板借助同一激光键合线彼此气密地接合，使得每个封壳仅由两个部分形成。19.替代地或叠加地，气密封闭的封壳可包括中间基板，中间基板形成透明的封壳的环绕的边缘或其一部分。由此封壳的侧面环绕的边缘由从基底基板至覆盖基板在封壳的至少一侧上的子部件形成。在此侧面环绕的边缘并非一定垂直于基底基板的(通常设计地更平坦的)下侧和/或并非垂直于覆盖基板的(同样设计得更平坦的)上侧，而是相对于覆盖基板和/或基底基板具有小于直角的角度。特别优选地，封壳的边缘成形为使得其与覆盖基板以及基底基板具有小于直角的角度。这可在边缘构造成圆的或具有棱边或断线时实现，由此例如布置在基底基板的下侧的边缘区段以小于90°的角从下侧过渡到边缘中并且另一方面布置在覆盖基板的上侧的边缘区段同样以小于90°的角从上侧过渡到边缘。此时边缘例如具有至少两个区段，至少两个区段具有彼此不同定向的表面。20.在本发明的一种实施方式中封壳在其边缘上或在环绕的边缘上和/或在其棱边上具有相对于第二部分的表面的垂线的侧翼角，该侧翼角相对于第二部分的表面的垂线在10至45度之间、优选在15和30度之间、更优选在18和25度之间。21.由此封壳尤其在其窄侧上不是方形的，而是封壳的侧面环绕的边缘相对于透明的基板的表面的垂线具有不是直角的角度，例如该角度小于直角。该角度称为侧翼角并且侧面环绕的边缘或窄侧也称为封壳的侧翼。这种配置的封壳具有多种优点。因此侧面环绕的侧翼已经“断裂”使得相对于相邻基板的表面具有小于直角的角度、尤其相对于上侧的垂线具有10至45度的角度的封壳可以具有较小的分裂风险。这种预备的边缘也可通过特殊的生物活性或生物相容性来表征。22.例如侧面环绕的边缘可从上方以及下方成型。侧面环绕的边缘可具有两个区段，这两个区段彼此成角度地定向。侧面环绕的边缘也可以是倒圆的或凹形地由基底基板和/或覆盖基板的材料成型或从其剥除。23.另外，至少一个激光键合线可以间距df环绕地包围功能区域。凹腔还可具有朝着透明部分的表面的垂线的方向的深度，并且凹腔的深度在凹腔的面上尤其以小于深度30％、优选小于15％的程度波动。在此必要时凹腔的深度可在凹腔的面上以大于10％、或大于5％、或大于2％的程度波动。24.优选地，至少其中一个基板、即尤其覆盖基板至少局部地并且至少对于一波长范围是透明的。此时辐射可穿过该区域、即尤其穿过覆盖基板、尤其进入凹腔中以便在此处测量或加工。设置成使得辐射穿过的至少一个透明的基板优选由玻璃、玻璃陶瓷、硅或蓝宝石或前述材料的组合构成。25.通过借助至少一个激光键合线将基底基板、覆盖基板以及必要时一个或多个中间基板彼此接合，使得气密封闭的壳体尤其借助激光接合方法接合成气密闭合的封壳。26.借助侵蚀方法可以有利地将功能区域引入覆盖基板中和/或基底基板中。换句话说借助侵蚀介质从基板中分离出材料，使得在该区域中形成凹陷部，凹陷部可用作功能区域或凹腔。借助侵蚀方法也可以将该气密封闭的封壳与另外的气密封闭的封壳分开，即，使用侵蚀介质作为分离介质或切割介质。27.每个封壳具有功能区域、尤其凹腔，其尤其通过侧面环绕的边缘、封壳的下侧以及上侧包围。换句话说，封壳的功能区域或凹腔在所有侧被包围。在此对于凹腔，封壳典型地形成用于凹腔的环绕的边缘、下侧和上侧。28.在本技术中“下侧”或“上侧”是几何结构，其在封壳的最终位置中也可是任意的其他侧。可替代地将上侧描述为第一侧面，将下侧描述为与第一侧面相对的第二侧面并且将“边缘”描述为第一侧面和第二侧面之间的中间区域，其中该边缘典型地基本上垂直于第一侧面和/或第二侧面。为了简单地理解本发明并且使本发明接近一般描述，如所述地还使用“上侧”、“下侧”和“环绕的边缘”。29.凹腔的上侧此时可由上层、如第一基板、小片或小板、尤其覆盖基板形成。凹腔的环绕的边缘还可例如由第二或中间的基板、小片或小板形成，其中第二基板具有“孔”并且该孔表示稍后的凹腔。在本发明中环绕的边缘优选通过上层或覆盖基板一同形成，其中从上层中加工出凹腔。通过将下层布置在中间层之下，最后凹腔的下侧由下层、基板、小片或小板形成。也可在下层中加工出凹腔或子凹腔或一般性地加工出功能区域。30.凹腔尤其构造成容纳腔；这意味着在相应的凹腔中例如可置入电子电路、传感器或mems。因此前述设备，尤其如电子电路、传感器或mems在所有侧通过封壳包围，因为前述设备布置在容纳腔内。31.在根据本发明的方法中提供至少一个透明的基板以及第二基板，其中至少两个基板直接紧挨或叠置地布置。换句话说至少两个基板紧挨布置或安装，使得其平面地彼此贴靠，而在至少两个基板之间没有其他的层。可能出于技术原因不可避免基板层之间的最小气泡，该最小气泡也可能由于基板层的可能的不平整所引起。例如通过提高压力可进一步降低包围在平面地放置的基板层(即尤其接触面)之间的气体的量，该压力提高尤其通过至少两个基板彼此挤压或对基板层的表面处理，例如磨削工艺引起。事先的抽气是有利的。根据工艺参数和待使用的材料，填充一种气体种类或液体也可为有利的。32.因此特别有利的是，可能出现的在基板之间的间隙小于或等于5μm厚、更优选小于或等于1μm。此时可借助激光器接合，使得接合区具有10至50μm之间的厚度，因此确保气密的封装。33.通过至少一个透明的基板形成待密封的凹腔的相应的封壳的相应的边缘和相应的上侧。通过第二基板形成相应的封壳的相应的下侧，其中在至少两个基板之间分别形成接触面或界面，使得每个封壳具有至少一个接触面。接触面可在相应的基板的整个表面上延伸。在此为每个封壳分配至少一个接触面。这意味着，即使将透明的基板看作整体具有一个接触面，该接触面在基板的整个表面上延伸并且与第二基板贴靠，该接触面理想上被划分或分配到每个封壳，使得为每个封壳分配该接触面的一部分。34.接触面无需是光学透明的。必要时有利的是，下部基板构造成在可见波长范围中是不透明的。仅激光穿过以到达接触面的上部基板具有至少一个光谱“窗口”，使得至少使用的激光器的波长能至少部分地或至少局部地穿过基板。接触面如此完成使得激光器可以在接触面上实行能量沉积。例如两个彼此贴靠的基板的表面可以附着，并且此外例如具有在nm范围内的粗糙度。在该面上至少部分地吸收激光，使得在此可以引入能量。一般地，在本技术中将接触面理解为入射的激光束可沉积能量并且由此可沿着接触面进行接合过程的面。这种界面的简单情况是两个彼此贴靠的基板之间的接触面。35.在优选的实施方式中所有基板层都是透明的，使得下侧、边缘以及上侧和封壳完全由透明的材料构成。36.基板彼此接合以形成共同的封壳并且气密密封地封闭凹腔。气密密封地封闭凹腔的步骤可通过使至少两个基板沿着每个封壳的接触面接合来实施。这可以有利地借助激光接合方法实施。换句话说可以借助激光器在接触面的区域中沉积能量，确切地说局部地进行，使得将其称为冷接合方法。因此为接合提供的热能集中地在接触面的走向上指向并且仅相对缓慢地扩散到封壳的其余材料中，使得尤其在凹腔中没有出现显著的温度提升。这保护布置在凹腔中的电子器件以免过热。37.在此借助激光器局部地在相应的封壳的区域中沿着接触面熔融两个基板的材料，使得至少两个基板局部地连接。技术人员对此例如可参考ep 3 012 059b1，其通过引用被结合。38.基板可在沿着每个封壳的界面接合至少三个基板的步骤之前借助附着至少暂时地彼此连接。39.至少一个透明的基板可包括两个彼此贴靠的透明的基板。在使用两个透明的基板、其中一个用于形成凹腔的边缘并且第二个用于形成上侧的情况下，为每个封壳分配两个环绕的接触面。在这种情况下优选使相应的凹腔气密密封地封闭，方式是借助激光接合方法沿着两个界面接合。两个透明的基板以及第二基板在此彼此固定地焊接以及使得凹腔气密密封地封装。40.借助切割或分离步骤使相应的封壳分开。这意味着，切割或分离基板，使得每个封壳与其余材料分开。41.在该方法中使用粒子束，以借助粒子束从透明的基板剥蚀性地除去材料。42.在一种示例中至少两个基板以具有至少两个晶片的晶片叠堆的优选形式提供。由晶片或晶片叠堆此时共同地在相同的作业过程中可制造多个气密密封的封壳。已经发现该过程是特别经济的，因为晶片的废品特别少，因此材料损耗特别低。换句话说从晶片叠堆中切割出多个气密密封的封壳，其中视切割而定伴随有一定量的材料损失。通过切割方法的类型，如封壳的大小和布置可使得材料损失最小。43.在优选的实施方式中借助粒子束使透明的基板下陷以产生相应的凹腔。在此粒子束尤其包括对于透明的基板剥蚀性的射束介质，例如碳化硅(sic)、刚玉(al2o3)、石榴石、如wc或tic这样的碳化物等，即例如比透明的基板的材料更硬的材料。44.射束流、射束形状(射束轮廓)或射束量可根据目标尺寸、尤其晶片或用于制造封壳的基板的尺寸设定。45.换句话说将粒子束在透明的基板上如此定向，使得粒子束从透明的基板去除材料并且通过这种下陷的方式在透明的基板中制造凹腔。在该实施方式中有利地，透明的基板可具有较大的厚度，以在基板的内部中为凹腔的下陷提供较大的空间，借此在较厚的基板中可提高凹腔的深度。在此粒子束在透明的基板的表面上移动，以便尽可能均匀地从透明的基板剥除材料，因此在透明的基板中设定尽可能均匀的剥除深度。在此凹腔的尺寸或面积可以设定成，在该面积上粒子束可以在透明的基板上移动。在此粒子束从一侧在透明的基板上定向并且例如逐渐地在透明的基板的表面上移动，使得在透明的基板中加工出凹腔。在透明的基板以晶片的形式提供的示例中可借助粒子束在晶片中产生多个凹腔，方式是使粒子束在不同的部位处射在晶片上并且同时留下空隙，粒子束未射在该空隙上。稍后空隙形成凹腔的环绕的壁。46.替代地或叠加地，可在基板的表面的一区域上涂覆漆，尤其可结构化地涂覆漆、更尤其借助光刻涂覆。例如可在薄的肋条中涂覆漆。漆保护基板表面免受剥蚀，使得利用在未受保护的区域中的继续剥蚀而形成凹腔并且在通过漆保护的区域中保留例如肋条。47.透明的基板具有基板厚度。优选的是，粒子束在相应的凹腔的区域中从透明的基板去除基板厚度的至少30％、优选基板厚度的至少50％、更为优选70％或更多，以在透明的基板中产生凹腔。在一种实施方式中粒子束从透明的基板的基板厚度剥除至少100μm、优选至少150μm、更为优选至少200μm、特别优选至少250μm。48.在该实施方式中引导粒子束，使得在透明的材料中实现在一个基板中所有凹腔具有尽可能均匀深度的剥除深度。在此凹腔的深度优选在凹腔的面上以低于深度的30％、更优选低于深度的15％的程度波动。必要时凹腔的深度在凹腔的面上以大于5％、可能大于2％的程度波动，类似地一个基板内的不同凹腔的深度可波动。49.至少一个透明的基板优选由玻璃、玻璃陶瓷、硅、蓝宝石或前述材料的组合构成。例如这种玻璃组合是玻璃/硅组合、玻璃/硅/蓝宝石组合或硅/蓝宝石组合。该基板或另一基板也可包括al2o3、蓝宝石、si3n4或aln或由其构成。通过透明的基板与不同类型的基板的组合例如可实现半导体特性；也可使用涂层，例如尤其用于压力传感机构的压阻式si层或用于微机械应用的较厚的层，如在mems上的脉冲测量。50.替代地，至少一个基板或晶片由与透明的基板不同的材料构成。因此形成凹腔的下侧的基板由光学不透明的材料提供，其必要时具有不同的特性，如尤其导电性或电绝缘性。而封壳的边缘和上侧优选由透明的材料提供。还优选的是，所有基板由透明的材料提供。在由玻璃或主要由玻璃、尤其由硼硅玻璃构成的透明的封壳中，特别有利的是，这对化学是惰性的。51.该基板或这些基板也可具有涂层。例如可使用ar涂层、保护涂层、生物活性薄膜、滤光器、例如由ito或金构成的导电层，只要确保在激光器入射的区域中对于使用的激光波长有透明度或至少部分地具有透明度。52.优选可借助粒子束切割过程进行相应的封壳的分离步骤。在此从封壳剥蚀性地剥除材料，直至封壳分开。53.例如在此可使用粒子束，该粒子束被引导环绕凹腔，并且必要时多次地、直至粒子束在封壳上剥除的轨迹到达封壳的厚度，并因此实现与包围封壳的材料的分开。借助这种粒子束可点状地或线状地作用到基板上，以便在此处加强剥蚀作用，因此可更快速地实现切割作用。54.优选地使用具有平面地剥除作用的粒子束。粒子束优选具有在涂覆面上的良好均匀性，其中涂覆面相比于单个凹腔的尺寸可以是大的。换句话说，优选使用剥蚀方法，使得待剥蚀的基板的一侧的整个表面或大部分表面被同时剥除，即不是局部地、而是整个地剥除表面。为此可使用具有大的面作用的粒子束。为了在这种情况下保护不应剥除的区域，这些区域可设有保护介质，例如保护漆。55.粒子束可交替地在透明的基板的上侧以及基板的下侧上定向，使得不仅从上侧而且从下侧分开封壳或在此处剥除材料。换句话说粒子束用作切割器件，借助该切割器件可在基板中进行切割。在充分引导粒子束的射束、例如射束大小和射束强度时形成切割作用，其中连续地从封壳剥除材料。56.因此在此在一种示例中功能作为切割过程的粒子束平面地指向透明的基板，从而在基板的涂覆面上、优选该基板的整个侧面实现剥蚀作用和切割作用。例如借助与前述涂覆漆的组合可使用平面的辐射方法，其中通过漆保护的区域未被剥除。必要时在使用平面的辐射方法时可更好地平衡凹腔的深度。57.特别优选的是，粒子束在切割方法中在封壳上相对于透明的基板的表面的垂线设有侧翼角，该侧翼角相对于透明的基板的表面的垂线在10至45°之间、优选在15和30°之间、更优选在18和25°之间。换句话说，借助该方法制造的封壳优选具有相对于透明的基板的表面的垂线的侧翼角在10至45°之间、优选在15和30°之间、更优选在18和25°之间。58.粒子束可以被引导使得封壳的外轮廓能自由地确定。换句话说封壳的轮廓仅与粒子束在基板上如何移动相关。在此例如与现有技术和其已知的切割方法不同，自由的成型是可能的，即不仅可创建方形而且例如可创建圆形，其例如对于制造棱镜是有利的。另外也可制造椭圆形或六边形、矩形和任意外轮廓的封壳。59.透明的基板典型地具有小于500μm的厚度。优选地，透明的基板的厚度低于300μm、更优选地低于120μm、更优选地低于80μm。60.侧面环绕的边缘、下侧或上侧中的至少一个在此至少局部对于一波长范围是透明的。换句话说封壳的至少一个子元件至少在子元件的一子区域对于优选波长范围是透明的就足够，其中波长范围事先已知并且材料相应地基于激光器的待使用的波长设定，如果这是期望的话。61.借助激光接合方法将封壳接合成气密闭合的封壳。换句话说边缘、下侧和上侧优选由多于一个部分、例如两个或三个部分或更多部分构成，并且其中这些部分彼此接合以完成制造封壳。62.在另一实施方式中封壳可至少部分地和/或局部地化学硬化，例如这在schott自己的专利申请de 10 2019 119 195中描述，其中前述公开内容通过引用包括在其中。例如封壳的表面、即例如上侧被化学硬化。也可使上侧和边缘化学硬化。特别优选地，上侧、边缘以及下侧被化学硬化，使得上侧或下侧的相应表面以及相应的棱边、即边缘被化学硬化。63.在本发明中还涉及具有用于接收容纳物的气密封闭的容纳腔的透明的封壳。容纳物例如是电子电路、传感器或mems。64.这种封壳例如可用作医疗植入物或传感器、尤其用作气压计、血气传感器或葡萄糖传感器。65.在此尤其感兴趣的是气密封闭的透明的封壳用作医疗植入物。使用生物惰性材料作为封装材料在此也特别有利：在此尤其应提及的是硼硅酸盐玻璃、石英玻璃和生物玻璃，例如45s5。66.因为人体不是静止系统，植入物在其使用寿命期间可能从其初始的置入位置离开。如果组织与植入物的覆盖材料增长，则可以防止这种迁移。换句话说例如在任何情况下都可将封壳设置成，使得封壳的基板与组织一起增长。67.如果使得相应的表面粗糙并提高有效表面，则该增长可为更有利的。在特别彻底或高度粗糙化和相应的基板或玻璃中表面甚至可作为“框架”整合到生物质中。换句话说封壳或封壳的至少一个基板可设置成为组织形成或提供支撑结构，使得组织可与支撑结构连接或包围支撑结构。因此封壳在组织中具有锚固部。68.已经发现，通过此处提出的侵蚀性的“喷砂”方法粗糙化或成型或剥除的棱边可准备用于与组织连接，使得其可具有对于与组织固定连接或增长特别有利的特性。在本技术中描述的分离方法允许生物植入物的棱边和表面配备有为稍后组织连接有利准备或设置的表面。换句话说借助剥蚀性的分离方法可为稍后在生物体或组织中使用准备表面和/或为此提供支撑结构。为此目的已经断裂或准备的封壳侧翼因此设计成生物活性的，因为其为组织提供了提高的粘附性并且促进了封壳在组织中的“扎根”。因此侧翼具有组织支撑结构。69.特别有利的是，通过掩膜的工艺步骤可从表面粗糙化中省去对气密封闭的植入物的功能可能需要的用于光学功能的表面。这意味着借助该方法使得从晶片分离的植入物可具有用于光学通信的优化的光滑表面，该表面可设计成透明的。同时该封壳也可具有用于组织连接的表面，使得两个表面形状可组合在同一封壳中。70.根据本发明的(至少部分透明的)封壳包括由第一部分制成的由透明材料构成的侧面环绕的边缘以及由第二部分制成的下侧，边缘和下侧共同地完全包围容纳腔。封壳的至少两个部分借助激光接合方法接合成气密闭合的封壳。71.第一部分与封壳的侧面环绕的边缘和上侧一件式地构造，使得每个封壳仅由两个部分形成。换句话说设有两个基板，其中第一基板在其内部具有下陷的凹腔并且下陷的凹腔通过两个基板封闭。形成凹腔的侧面环绕的边缘和上侧的透明的基板与提供凹腔的下侧的第二基板一起共同地形成由两个部分组成的透明的封壳。72.在一种示例中封壳在其边缘处或在环绕的边缘处相对于第二部分的表面的垂线具有在10至45°之间、优选在15和30°之间的侧翼角、更优选相对于第二部分的表面的垂线具有在18和25°之间的侧翼角。可在封壳的棱边处设置相同的角度，其中优选的是在所有环绕的边缘处以及在棱边处形成连续的侧翼，侧翼具有前述角度，由此将封壳的棱边磨钝。73.封壳例如可具有3x3mm或更小的尺寸，尤其容纳腔具有小于或等于2mm的直径。例如封壳也可具有0.2x0.2mm或更小的尺寸。另一方面封壳也可根据应用领域制造得更大，若干厘米长或更多是可能的。由于优选的制造方法引起的实际的尺寸界定只是待切割的晶片的尺寸，但是该尺寸界定本身不应解释为尺寸限制。但是使用晶片进行制造仅可理解为示例。完全可能例如使用玻璃板制造封壳，该封壳也可具有比典型的晶片尺寸更大的尺寸。附图说明74.其中示出：75.图1a示出了打开的容纳腔的俯视图，76.图1b示出了闭合的封壳的3d视图，77.图1c示出了打开的容纳腔的另一视图，78.图2示出了具有三个基板的封壳的接合区域的细节局部，79.图3示出了封壳的另一实施方式的俯视图，80.图4a至图6示出了图3中示出的封壳的实施方式的沿着线a-》b或c-》d的剖面，81.图7示出了分离根据本发明的封壳的方法，82.图8示出了制造根据本发明的封壳的另一方法，83.图9示出了具有三个基板层的封壳的剖视图，84.图10示出了具有两个基板层的封壳的另一实施方式的剖视图，85.图11示出了典型的棱边轮廓的剖视图，86.图12a示出了具有自由成型的一个晶片的示例性形状，87.图12b示出了示例性的圆封壳，88.图12c示出了示例性的椭圆封壳，89.图13a示出了具有自由成型的两个晶片的示例性设计方案，90.图13b示出了圆封壳的示例性的第二晶片，91.图13c示出了椭圆封壳的示例性的第二晶片，92.图14示出了具有下陷的凹腔和颗粒辐射的边缘的透明基板的显微图像，93.图15示出了颗粒辐射的凹腔的表面粗糙度的显微图像。具体实施方式94.图1a示出了下部基板3上的待保护的容纳物2，其被中间基板4嵌着。容纳物2被上部基板5遮盖，以封闭凹腔12。因此三个基板3、4、5共同地形成围绕布置在凹腔12中的容纳物2的封壳1。换句话说，在上部基板5放置在中间基板4上时在图1a的示例中形成闭合的容纳腔12，该容纳腔在后续的步骤中可被气密地封闭。在此中间基板4可由与下部基板3和上部基板5不同的材料制成。优选地，中间基板4和上部基板5具有相同的材料。示出的层3、4、5可为晶片盘，由此通过使三个晶片盘依次叠层为晶片堆并且使其接合或焊接而形成封壳。95.图1b示出了这种形成的气密闭合的封壳1。封壳1具有彼此堆叠的下部基板、中间基板4和上部基板5，其中一方面在下部基板3和中间基板4之间以及另一方面在中间基板4和上部基板5之间分别提供接触面25。如也可从图1a中看出，中间基板层4构造成非平面连续的，在中间基板层的高度上形成容纳腔12。96.图1c示出了封壳1的另一实施方式，其中在下部基板3上布置容纳物2。上部基板4设计成使得其内部下陷，因此上部基板形成套环，其中在封套1闭合时套环4a围绕容纳物2布置。因此基板4的套环4a形成凹腔12的边缘和上侧，在凹腔中布置容纳物2。97.图2示出了接合区域的细节局部，其中可看出激光接合的界面区7和激光接合区8。激光接合区8布置在接触面25的区域中。环境影响可从封壳1的外侧作用到封壳1上，尤其在此作用到激光接合的叠堆18的角部6上。激光接合区8也防止例如化学溶剂侵入基板叠堆18到达容纳腔12以及到达容纳物2。98.图3示出了根据本发明的封壳1的俯视图，其中环绕的激光接合区8包围功能区域13。功能区域13可不同地构造。功能区域13的设计方案以及封壳的其他选项的示例在图4a至图8b中。功能区域13的不同设计方案在此可在图3中以图形组合，因为所有俯视图可示意性地相同地示出。在线a-b或c-》d处示出了根据图4a至图8b中再现的剖视图。99.功能区域可实现不同的目的，例如这可以是光学接收器或者是布置在功能区域13中的技术、机电和/或电子构件。也可在功能区域13中实现多个这种目的。封壳8在上侧被上部基板5遮盖。激光接合区8伸入到该上部基板5中。100.参考图4a示出了封壳1的第一实施方式的第一剖视图，封壳具有基底基板3和覆盖基板5。换句话说封壳由两个层、即基底层3和覆盖层5构成或组成。图4a还示出了由邻接排列的多个激光脉冲冲击区域16构成的激光接合线8的构造，激光脉冲冲击区域紧密地相邻设置，使得基底基板3和覆盖基板5的材料彼此无缝地融合。101.图4b示出了封壳1的一种实施方式的沿着如图3中所示的线c-》d的剖视图。覆盖基板5在其上侧或外侧具有第一硬化层47，第一硬化层以厚度dol延伸到覆盖基板5的材料中。换句话说覆盖基板5以及封壳1在上侧硬化或在此具有硬化区47，使得封壳1局部地、即在一侧上硬化。102.图4b还示出了功能区域13、13a的剖面，功能区域例如作为连续的中空室或凹腔在封壳1中延伸。换句话说凹腔从基底基板3延伸直至覆盖基板5中，并且例如以基底基板3和/或覆盖基板5中的凹部的形式存在。例如功能区域13a也可包括有源层，例如导电层并且功能区域13包括凹腔。激光接合区8围绕功能区域13、13a布置，借助激光接合区使得功能区域13、13a在侧面环绕地封闭。可想到的是，在激光接合区8中留下开放区域，使得功能区域13、13a不是环形封闭的，例如以打开连通通道，借助该连通通道例如可构造与周围环境的流体连通。换句话说可使得预先规划的部位或位置不被聚焦的激光束9封闭，而是在此借助其他的手段，例如粘合剂建立气密的封闭部。优选的是使得功能区域13、13a在所有侧并且无缝地封闭。103.参考图5a示出了另一实施方式，其中借助激光脉冲冲击器16沿着接触面25提供激光接合区8，在激光接合区使得覆盖基板5与基底基板3焊接或接合。该实施方式具有另一特殊性，即第一基板3和第二基板5的表面环形地硬化，即具有硬化层47、48和49。104.例如覆盖基板5在其与基底基板3连接之前或在与基底基板3连接之后以其上侧进入硬化浴中，使得制成的封壳1被化学硬化、即具有至少一个硬化的表面47和/或具有至少一个硬化层。换句话说制成的封壳1至少局部地或至少部分地硬化，如尤其化学硬化。在化学硬化中在覆盖基板5上形成压应力。第一硬化层47具有高度dol。接合区8具有高度hl。在硬化区47和接合区8之间留有最小材料厚度mm。此时覆盖基板5的总厚度可由hl+mm+dol组成。105.功能区域13、13a在硬化层47、48、49之内延伸，其中硬化层48布置在环绕功能区域13、13a的环形区域上。即在图5a、图5b示出的实施方式中覆盖基板5和基底基板3在其两个长侧上已经在硬化溶剂中硬化、尤其化学硬化。换句话说基板3、5在相应的长侧、即例如相应的上侧和下侧已经进入用于化学硬化的硬化溶剂中，从而使得长侧硬化。106.在图5a示出的实施方式中封壳1在所有外侧硬化，即不仅两个相对的长侧具有硬化层47和49，封壳的环绕的棱边14也具有硬化层48，其中环绕的棱边14环形地围绕封壳1延伸。换句话说在正方形封壳的情况下正方形具有的所有四个窄侧组成棱边14。棱边14此时也可概括或称为封壳的边缘21，该棱边环绕凹腔12延伸。例如通过使包括覆盖基板5和基底基板3的完成接合的封壳浸入硬化溶剂中并且在此尤其化学硬化可获得如图5中所示的封壳1。因此硬化层47、48、49直接紧邻封壳1的外侧布置。因此在硬化层47、48、49的内侧留有用于接合线8的区域，接合线必要时与硬化层47、48、49有间距地引入。107.图5b示出了封壳1的一种实施方式，其中示出沿着线c-》d的剖面。功能区域13、13a在该实施方式中也布置成使得其从基底基板3延伸到覆盖基板5中，例如作为相应的基板中的凹部。这种凹部13、13a可尤其通过喷砂方法(参见图7至图14)引入。围绕凹部13、13a布置接合线8，使得凹部13、13a在所有侧气密地封闭。108.封壳1也如图5a的实施方式一样在所有侧化学硬化，换句话说即在所有的表面具有硬化区域47、48、49。例如在可为覆盖基板5的上侧的第一长侧上布置第一硬化层47，在可以是基底基板3的下侧的第二长侧上布置第三硬化层49并且在环绕的边缘21或环绕的棱边14上布置第二硬化层48。凹腔的上侧23布置在第一硬化层47的内侧，凹腔的边缘21布置在第二硬化层48的内侧以及凹腔的下侧22布置在第三硬化层49的内侧。因此凹腔或功能区域13、13a在所有侧通过硬化材料47、48、49包围。109.图6沿着剖面线c-》d示出了封壳1的另一实施方式，其中在该示例中功能区域13或凹腔12布置在覆盖基板5中。例如在该示例中仅覆盖基板5可借助喷砂方法下陷，而基底基板3无需进一步被处理。因此可更简单地制造，因为需要加工封壳的较少部分。110.在图6的该示例中覆盖基板5在其长侧具有硬化层27并且在其棱边14具有硬化层28。例如覆盖基板5已经单独地或在硬化溶剂中与基底基板3接合之后以覆盖基板5的上侧进入硬化溶剂中以进行化学硬化，确切地说如此浸入，使得达到第二硬化层48的高度。在该示例中基底基板3没有硬化区。在该示例中侧面的硬化区48直接在覆盖基板5和基底基板3之间的接触面25的区域中终止。沿着接合线8的接合部已经被引入硬化区48的内侧，即在松弛的材料中。换句话说封壳1的第一长侧具有硬化层47并且第一窄侧14局部地具有硬化层48。硬化层48可环绕封壳1延伸，例如环绕功能区域13。与图3相比示出了在此绘出的线c-》d的剖面，即穿过功能区域13。功能区域13在该实施方式中界定在覆盖基板5的尺寸，即没有伸入基底基板3中。基底基板3直接地并且紧接地与覆盖基板5接合，即在基底基板3和覆盖基板5之间没有布置其他的层或没有布置其他的基板。功能区域13实施成凹腔。凹腔例如可借助喷砂方法被引入覆盖基板5中，一般借助剥蚀方法，化学侵蚀也是可能的，以将凹腔引入基板中。111.参考图7示出了用于制造根据本发明的封壳的方法的第一实施方式。在步骤a中使基板3、4、5和待容纳的容纳物2对准。在此，上部基板5放置在中间基板4上并且中间基板又放置在下部基板3上，使得形成基板叠堆18。因为包括其中形成有凹腔12的凹部的中间基板4布置在中间，在基板叠堆18中容纳腔12在所有侧通过基板材料包围。换句话说在步骤a中使基板3、4、5对准时形成具有凹腔12的边缘21、下侧22和上侧23的所有侧包围部。必要时可使得基板借助粘合彼此至少预先连接，即例如用于确定位置。112.图7中示出的方法的步骤b呈现叠置的基板叠堆18以及位于其中的用于容纳容纳物2的凹腔12。必要时粘合基板叠堆18，其中例如在表面上使用水并且产生氢桥键。基板叠堆18能够以其闭合形式被输送给接合方法，其中基板层3、4、5被接合成固定连接的接合的叠堆18，使得由该基板叠堆18获得封壳1。基板3、4、5例如可为晶片盘，由此通过使晶片共同地作为晶片叠堆18包围容纳腔12并且形成封壳1来形成封壳。113.步骤c呈现相应的容纳腔12的激光接合，即使得凹腔12在所有侧沿着接触面25封闭。为此从基板叠堆18上方在基板叠堆18的表面上引导激光单元15并且同时点状地将聚焦的激光束8在待接合的区上定向。激光接合线例如可实施成交叉线的网格。在这例如根据材料证实对于后续分离是有利时，也可使用两个或多个激光接合线的平行绘制。在完成制造方法的步骤c之后使所有凹腔12气密地封闭。114.最晚在步骤c之后，必要时也提前地，可用保护介质32处理基板5的表面，在稍后的过程中粒子束28射在该基板上。例如在基板5上在不应剥除材料的部位处用保护漆32涂覆漆。在该示例中大部分表面设有保护漆32，因为仅需要通过粒子束方法实现凹腔12的分开或分离。优选地可接着用保护介质32处理表面进行光刻步骤。115.步骤d呈现基板叠堆18的分割或切割的步骤以分离封壳1。介质粒子束28进行切割，粒子束由粒子束发生器27提供。例如可沿着分割或切割线10引导粒子束28并且粒子束28在基板叠堆的基板上的剥蚀作用切割或分离。已经发现有利的是，粒子束28作为宽范围的压缩空气束提供，压缩空气束在封壳1的表面上定向。借助在区域上、如封壳1的待辐射的表面上的肋条上涂覆漆、例如光刻漆限定保留区域，即未被粒子束28剥除或明显更少地被剥除的这种区域。粒子束28可包括sic颗粒。光刻漆例如可以17μm、尤其5至25μm层厚度涂覆厚度并且例如与凹腔或功能区域13应下陷的深度相关。116.最后步骤e呈现分离的、气密封装的封壳1以及布置在其中的容纳腔12。117.参考图8示出了用于制造根据本发明的封壳1的方法的另一实施方式。提供的基板4已经在经受粒子束28的表面上例如借助旋转涂布设有保护介质32并且经受光刻步骤。紧接着在步骤a中在基板4中可借助粒子束28和粒子束发生器27产生凹腔。粒子束28在基板4上引导，使得从基板4中分离出凹腔，其中粒子束的颗粒剥蚀性地除去基板4的小微粒。随着粒子束28在基板4上的作用时间的提高增加了粒子束的侵入深度或剥蚀深度。在窄的粒子束28的情况下，粒子束在需要产生凹腔12的区域上定向。也可使通过粒子束28的射出区域设定凹腔12的大小并且通过粒子束28在相应凹腔12上的持续作用时间设定相应凹腔12的相应深度。在此优选地使用大面积的粒子束28并且将保护介质32施加到基板4上，使得借助剥蚀方法释放相应的功能区域13、13a的尺寸。118.换句话说可借助此处提出的方法制造凹腔12，凹腔可在几何尺寸方面以及其深度方面自由地设计形状。例如通过使粒子束28仅短暂地在凹腔的中间区域中定向或者在涂覆漆的情况下在此处用漆保护一区域使得在此保持比凹腔12的粒子束28设置更长时间或没有涂覆保护漆的相邻区域更多材料使得凹腔在其上侧也可具有突起。关于形状，凹腔12可以与需求相匹配，使得除了典型的方形形状以外也可设置圆形、椭圆形、多角形以及任意其他形状的凹腔。前述形状可如前针对其他实施方式所述，也可通过有利的涂覆漆来实现，使得涂覆漆的区域未被粒子束28剥除，而是形成保留区域。119.在步骤b中两个基板3和4彼此对准，其中在下部基板3上已经布置有容纳物2，容纳物应布置在基板4中的凹腔12中。120.步骤c示出叠置的基板叠堆18，其中容纳物2对齐地沉入到凹腔12中，使得容纳物在所有侧通过基板材料包围。121.该方法的步骤d示出了对相应的单个凹腔12的气密封闭，其中使用激光接合方法，其中围绕每个凹腔12沿着界面25引导激光束发生器15的激光束9。换句话说环绕每个凹腔12采用根据本发明的接合方法借助激光器9使基板材料彼此接合。然后在步骤d可重新涂覆保护介质32，以保护基板的不应剥除或应少量剥除基板材料的区域。122.步骤e示出晶片18或封壳1的分离，其中可使用例如激光器9切割基板，激光器在步骤d中也用于激光接合容纳腔12，或可使用粒子束28分离封壳1。123.步骤f示出了分离的气密封装的封壳1以及布置在其中的容纳腔12。124.图9示出了气密闭合的封壳1的剖面。下部基板3形成凹腔12的下侧22，中间基板4形成凹腔12的边缘21，上部基板5形成凹腔12的上侧23。换句话说下部基板3、中间基板4和上部基板5共同地作为基板叠堆18包围容纳腔12。容纳物2布置在凹腔12中。在该示例中所有3个基板3、4、5是玻璃基板、即光学透明的。中间基板4可尤其是flexiniti晶片。三个基板3、4、5借助微粘合彼此接合。基板叠堆18的典型厚度在1和3mm之间，典型的基板规格例如可具有在1英寸和12英寸之间的典型晶片规格。125.在凹腔12的下侧21可布置所谓的过孔(tgv)，即例如用于电接触容纳物2的气密的导电的连接部。在此例如可以是能包含由钨或铂构成的竖直针的晶片(所谓的hermes晶片)或例如具有通过激光器钻出孔的玻璃基板，孔例如通过丝网或模板印刷工艺用金属填充。第二基板连接在所述基板的左侧。126.两个基板之间的分离区域借助粒子束28切开。在借助粒子束28在分离区域35中分割时在基板叠堆18的外侧上形成侧翼37。127.参考图10以剖视图示出了另一实施方式，其中下部基板3与上部基板4借助激光接合方法接合。两个容纳物2布置在凹腔12中，其中借助粒子束28已经从上部基板4中侵蚀性地下陷出凹腔12。借助粒子束28从上部基板4中下陷出凹腔的方法使得能够进一步减少封壳的稍后应用目的的构件、即例如微型传感器或生物植入物。在该示例中仅还需要两个基板层，在此无需使用侵蚀性方法通常需要至少三个基板层。128.也借助粒子束方法切割棱边，使得在封壳1的侧面形成根据本发明的侧翼37。129.图11示例性地示出侧翼37的侧翼角α作为借助粒子束28的喷砂工艺的结果。实践已经发现典型的侧翼角α为相对于基板表面的垂线的20°，该侧翼角可设置在10和45°之间、尤其从垂线朝向基板表面倾斜。130.也可在一基板中、例如晶片4、5中借助相应的溶剂侵蚀出凹腔12，但是其中通过使用粒子束28的粒子束方法已经显示出凹腔12的更好的控制性能和形状分布，因为通过射束参数可设定凹腔的形状和深度。131.总之本发明显示出对已知的制造封壳的方法的明显改进，在此可使用更少的材料，即尤其少使用一个基板层或晶片，其中在此也可取消辅助材料，例如粘合剂。替代地或叠加地，本发明提出在封壳1的外边缘处制造侧翼角，该侧翼角可用于更好的材料兼容性、即尤其生物兼容性。此外设有侧翼37的棱边不易于断裂，使得同样提高了相对于机械影响的抵抗性能和稳固性能。而尖锐棱边在处理和使用时更易于断裂。使用粒子束28分离各个封壳1还允许产生封壳1的任意轮廓或形状，例如圆形、椭圆形、四角形。这相对于已知的称重方法、一般的削断方法是另一优点。132.图12a示出了上部基板4的示例性设计，借助粒子束28在上部基板中已引入凹腔12。各个凹腔在形状和尺寸方面不同，在该示例中选择了圆形和椭圆形。示出示例的晶片4具有示例性的为100的总直径，在晶片上示出的角部中设有用于支架的接收点，支架在接合和/或分离步骤中保持晶片。133.图12b示例性地示出图12a中在用数字1标示的部位处引入的凹腔。凹腔具有示例性的为6的内直径。参考图12c示出了另一示例性的在图12a中在用数字2标示的部位处布置的凹腔12。134.参考图13a示出了下部基板3，下部基板用于在晶片中的预设部位处接收容纳物2，例如使用分离线。分离线有利地也可用于激光接合方法。参考图13b示出了在图13a中用数字1标示的部位处布置的凹腔。135.借助图13c示出了用数字2示出的凹腔12。136.参考图14示出了基板4的用显微镜拍摄的视图，其中借助粒子束下陷出凹腔12，并且借助粒子束28进行分离，使得形成根据本发明的侧翼37。137.参考图15示出了显微图像，该显微图像从一侧呈现凹腔12，使得凹腔12的上侧的微小不平整是明显的。例如示出的凹腔在其上侧23上的表面粗糙度可能由于细尘负载。在本发明中可显示出用液体冲洗或润湿就足以使凹腔变得光学透明。138.技术人员明白，前述实施方式理解为示例性的并且本发明不限于这些实施方式，而是可多样化地改变都不会离开权利要求的保护范围。还清楚这些特征不管其是否在说明书中、权利要求中、附图中或以其他方式公开，即使这些特征与其他特征共同描述也可单独地限定本发明的主要组成部分。在所有附图中相同的附图标记表示相同的对象，对必要时仅在其中一个附图中或总之没有在所有附图中提及的对象也可转用在说明书中没有对该对象明确描述的附图上。附图标记列表1ꢀꢀꢀꢀꢀ气密闭合的、化学硬化的封壳2ꢀꢀꢀꢀꢀ容纳物3ꢀꢀꢀꢀꢀ下部基板、下部晶片、下部覆盖部4ꢀꢀꢀꢀꢀ中间基板、中间晶片5ꢀꢀꢀꢀꢀ上部基板、上部晶片、上部覆盖部6ꢀꢀꢀꢀꢀ激光接合的叠堆18的角部7ꢀꢀꢀꢀꢀ激光接合的界面区8ꢀꢀꢀꢀꢀ激光接合区9ꢀꢀꢀꢀꢀ聚焦的激光束10ꢀꢀꢀꢀ分离或切割线12ꢀꢀꢀꢀ容纳腔13ꢀꢀꢀꢀ功能区域13aꢀꢀꢀ第二功能区域14ꢀꢀꢀꢀ棱边15ꢀꢀꢀꢀ用于接合和/或切割的激光单元16ꢀꢀꢀꢀ激光脉冲冲击区域18ꢀꢀꢀꢀ叠堆21ꢀꢀꢀꢀ边缘22ꢀꢀꢀꢀ凹腔的下侧23ꢀꢀꢀ凹腔的上侧25ꢀꢀꢀ接触面或界面27ꢀꢀꢀ粒子束发生器28ꢀꢀꢀ粒子束30ꢀꢀꢀ微型通道35ꢀꢀꢀ分离部位或分离区37ꢀꢀꢀ侧翼47ꢀꢀꢀ硬化区或第一硬化层48ꢀꢀꢀ硬化区或第二硬化层49ꢀꢀꢀ硬化区或第三硬化层









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