用于焊接构件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于焊接构件(1)的方法，该构件具有至少一个第一和/或第二结构元件区段(2a、b)，其中，腔(5)尤其构造在第一和第二结构元件区段(2a、b)之间，其中，第一和/或第二结构元件区段(2a、b)具有用于将腔(5)与构件(1)的环境U进行压力连接的开口(7)，其中，由填充材料制成的填充件(8)布置在具有开口(7)的相应的结构元件区段(2a、b)上，从而开口(7)至少被填充件(8)覆盖和/或填充，并且其中，填充件(8)与相应的结构元件区段(2a、b)通过激光焊接方法焊接，使得结构元件区段(2a、b)中的开口(7)通过填充件(8)的填充材料封闭，用以不透气地密封腔(5)。地密封腔(5)。地密封腔(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于焊接构件的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于焊接构件的方法，该构件具有至少一个第一和/或第二结构元件区段，其中，腔尤其构造在第一和第二结构元件区段之间，其中，第一和/或第二结构元件区段具有用于将腔与构件的环境进行压力连接的开口。

技术介绍

[0002]文献DE 10 2014 210 857 Al公开了一种构件和方法，其中，转速传感器和加速度传感器并排构造为两个微机械结构。为了针对性地影响构件的两个结构元件之间的腔内的内部压力，吸气材料或放气材料布置在两个结构元件之间的附加的腔中。在两个结构元件相互连接的键合过程之后，附加的腔仍应通过连接开口与腔连接。吸气材料或放气材料随后被激活，使得气体被束缚在附加的腔和连接的腔中，或进行放气。只有当在连接的腔中形成力求达到的内部压力时，通向附加的腔的连接开口才被封闭。以该方式，吸气材料或放气材料仅用于调节限定的内部压力。然而，吸气材料的使用需要附加的腔或附加的结构空间。

技术实现思路

[0003]提出了一种具有权利要求1的特征的用于焊接构件的方法。本专利技术的优选的、有利的和/或另外的实施方式由从属权利要求、以下的描述和/或附图得到。
[0004]提出了一种用于焊接构件、尤其是具有微机电系统的构件(所谓的MEMS构件)的方法。待焊接的构件优选构造为转速传感器、压力传感器或加速度传感器和/或具有转速传感器、压力传感器或加速度传感器。该构件以层结构方式构造。构件具有至少一个第一和/或第二结构元件区段，其形成构件的层结构。第一和/或第二结构元件区段优选构造为半导体结构元件和/或半导体层(衬底层)。例如，结构元件区段分别构造在晶片上，其中，多个第一和多个第二结构元件区段并排布置在相应的晶片上。
[0005]第一和/或第二结构元件区段优选具有微机电结构。微机电结构优选构造为微电子电路、致动器或传感器。例如，微机电结构形成转速传感器或加速度传感器，和/或是其部件。
[0006]构件具有至少一个腔，其尤其构造在第一结构元件区段和第二结构元件区段之间。腔在构件内形成凹槽，其中，腔优选具有任意形状。腔优选适用于容纳第一和/或第二结构元件区段的微机电结构。优选在将第一和第二结构元件区段相互接合时制造腔，其中，第一和第二结构元件区段优选在键合方法中相互连接。例如，结构元件区段中的一个结构元件区段构造为盖晶片，而另一结构元件区段构造为MEMS晶片，其中，盖晶片与MEMS晶片在键合方法(例如晶片键合方法)中相互连接，用以封装，使得腔构造在构件内部。MEMS晶片和/或盖晶片的微机电结构以键合方法封装在腔中。由此可能的是，制造对于相应的微机电结构(例如传感器结构)的运行所需的腔。例如，在用于传感器结构的腔中施加特定的内部压力、例如负压，以便使传感器结构的衰减保持尽可能低。例如，为转速传感器设定尽可能小的内部压力，优选小于50mbar和/或至少1mbar的内部压力。相反，优选在加速度传感器中设
置更高的内部压力，其优选小于800mbar和/或至少500mbar的内部压力。
[0007]此外规定的是，第一和/或第二结构元件区段具有用于将腔与构件的环境进行压力连接的开口。其中一个结构元件区段中的开口优选构造为倒圆的开口、例如钻孔，其中，开口优选垂直于构件的层结构地引入在其中一个结构元件区段中。备选地，开口具有任意的基本形状、例如间隙或缝隙，其中，开口优选布置在两个结构元件区段的接触部位处，例如布置在键合部位处。
[0008]开口与腔连接，尤其是以流体和/或压力技术方式连接，从而尤其调节在构件的环境中存在的压力和/或腔中的大气。通过构件的环境条件对腔条件的调节优选在用于焊接构件的方法之前进行，和/或优选构造为该方法的前一步骤。该方法尤其构造用于封闭第一和/或第二结构元件区段中的开口。
[0009]在用于焊接构件、尤其是MEMS构件的方法中，由填充材料构成的填充件布置在具有开口的相应的结构元件区段上，使得开口至少被填充件覆盖和/或填充。
[0010]填充件优选在其基本形状中适配于开口，使得填充件适用于重叠开口和/或封闭开口。例如，填充件在其基本形状中构造为柱体、锥体、球或圆盘。备选地，填充件构造为无定形的，其中，填充件例如构造为粉末或膏。填充件优选在应用步骤中布置在具有开口的结构元件区段上，其中，填充件优选临时固定在相应的结构元件区段上。优选地，在应用步骤中，填充件与相应的结构元件区段连接、尤其是形状锁合地连接，使得填充件保持在开口内。备选地或可选互补地，在应用步骤中，填充件布置到结构元件区段上，使得开口和/或开口的开口进入区域被覆盖。优选地，填充件通过粘结保持在结构元件区段上。例如，填充件以接触面粘附在结构元件区段的结构元件表面上，该结构元件表面构造在开口周围。当填充件构造为圆盘或在构件的层结构中构造为片层时，优选设置备选的应用步骤。优选地，填充件布置在结构元件区段上，使得填充件的至少一个部分区段布置在开口外部。例如，填充件的部分区段凸出超过结构元件表面。
[0011]随后，用于焊接构件的方法规定的是，通过激光焊接方法将填充件与相应的结构元件区段焊接，使得结构元件区段中的开口被填充件的填充材料封闭，用以对腔进行不透气地密封。
[0012]在激光焊接方法和/或激光焊接步骤中，至少对填充件进行热处理，尤其是通过激光束进行热处理，使得填充件的填充材料至少部分被熔化。优选地，激光束将填充件至少加热到填充材料的熔化温度。优选地，填充材料具有比结构元件区段的材料更低的熔化温度，使得在焊接时仅填充件被熔化。由此防止了结构元件区段的材料的去除。备选地，两者都具有共同的熔化温度，从而两者都被熔化。
[0013]在该方法步骤中，腔相对于构件的环境被不透气地密封。因此，在腔中存在的条件维持恒定。有利的是，当结构元件区段与填充件焊接时，填充材料充当焊接添加剂，从而必须熔化小体积的结构元件区段。在熔体和/或熔池冷却时，通过焊接添加剂减小固有应力，从而防止焊接部位的微裂纹。这导致焊接部位的特别高的密封性。通过用于焊接构件的有利的方法降低构件由于不密封的腔而导致的故障率。由于填充件的附加的填充材料，必须熔化构件的更小的材料体积，或几乎不熔化构件的材料，以便关闭开口。这还保护构件或结构元件区段以防由材料去除引起的损坏和/或在激光焊接中的过高的热负载。
[0014]在方法的优选的设计方案中规定的是，与第一或第二结构元件区段焊接的填充件
由与相应的结构元件区段类似的填充材料制成。尤其地，填充件由半导体材料、尤其是含硅半导体材料制成。特别优选地，第一或第二结构元件区段和填充件由共同的材料制成。这具有以下优点，即材料在焊接中足够牢固地相互连接，并且在冷却中减小熔池的固有应力。优选地，类似的材料具有共同的熔化温度、例如硅的熔化温度(1410℃)，从而在激光焊接方法中，在结构元件区段和填充件之间的过渡区域中制造出均匀的焊接部位和/或焊缝。
[0015]在方法的优选的设计方案中规定的是，腔具有气体填充物，其中，腔通过其中一个结构元件区段中的开口被填充以气体填充物，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于焊接构件(1)的方法，所述构件具有至少一个第一和/或第二结构元件区段(2a、b)，其中，腔(5)尤其构造在第一和第二结构元件区段(2a、b)之间，其中，第一和/或第二结构元件区段(2a、b)具有用于将腔(5)与构件(1)的环境(U)进行压力连接的开口(7)，
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其中，由填充材料制成的填充件(8)布置在具有开口(7)的相应的结构元件区段(2a、b)上，从而开口(7)至少被填充件(8)覆盖和/或填充，
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其中，填充件(8)与相应的结构元件区段(2a、b)通过激光焊接方法焊接，使得结构元件区段(2a、b)中的开口(7)通过填充件(8)的填充材料封闭，用以不透气地密封腔(5)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与第一或第二结构元件区段(2a、b)焊接的填充件(8)由与相应的结构元件区段(2a、b)类似的填充材料制成。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，腔(5)具有气体填充物，其中，腔(5)通过其中一个结构元件区段(2a、b)中的开口(7)被填充以气体填充物，其中，填充件(8)与相应的结构元件区段(2a、b)焊接，以用于腔(5)的气密性的密封。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，腔(5)具有特定的内部压力，其中，腔(5)中的特定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：