用于检查和制造基板叠层的组合件的方法以及根据该方法制造的气密密封的封闭件技术

本发明专利技术涉及一种用于生产和/或检查基板叠层的组合件的方法，所述方法包括以下步骤：将至少一个第一基板平面地布置在第二基板上，该至少两个基板彼此直接相邻地布置或重叠地布置，使得在至少两个基板之间形成触摸接触面，在该触摸接触面上第一基板与第二基板直接表面触摸接触，并且其中第一基板包括透明材料；接收反射，其通过在基板叠层的至少一个接触面上用辐射照射基板叠层而产生；以及基于反射确定基板叠层的接触面的第一结合质量指数Q

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查和制造基板叠层的组合件的方法以及根据该方法制造的气密密封的封闭件


[0001]本专利技术涉及一种基板叠层、特别是气密密封的封闭件的制备和制造方法、基板组合件和气密密封的封闭件。

技术介绍

[0002]气密密封的封闭件旨在例如保护封闭件内的一个或更多个构件免受不利环境条件的影响。例如，敏感的电子装置、电路或传感器可以在密封封闭件中得到保护。以此方式，传感器或例如医疗植入物可以例如设置或用在心脏区域、在视网膜中或用于生物处理器。这些也可用作例如MEMS(微机电系统)、气压计、血气传感器、葡萄糖传感器等。由钛制成和使用的生物处理器是已知的。在电子应用中也可以找到使用封闭件的其他领域，例如虚拟现实眼镜和类似设备领域中的可穿戴设备、智能手机构件或封闭件。根据本专利技术的封闭件也可以用于生产流动电池，例如在电动汽车的背景下。其他应用领域包括航空航天工业、高温应用和微光学领域。
[0003]除了钛的生态过程，基本上已知的是，将多个零件共同结合并且这些零件以如下方式设置，即在可以容置部件的中间空间中产生容纳区域。例如，欧洲专利文献EP 3 012 059 B1示出了一种制造用于保护光学构件的透明零件的方法。在此使用了一种新型的激光方法。
[0004]为了保护电子设备，或者一般而言，为了保护任何功能装置或功能层，封闭件的气密密封通常是有利的。在封闭件的生产的背景下，在此通常的问题是所生产封闭件具有的品质或质量以及成品封闭件可以使用或必须报废的标准。根据应用情况的不同，可能很难确定在制造过程中是否已确保气密密封或是否存在缺陷容差。例如，在使用不提供压力传感器等的电子设备的情况下，由于电子设备的早期故障，最终只能在运行期间检测到封闭件的密封连接错误。这可能会导致用户或购买者的投诉，或者敏感测量可能会系统地错误甚至过早终止。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的在于，改进已知的封闭件，从而可以评估封闭件的可实现的质量，特别是关于待生产的气密组合件的质量，以便能够得出关于质量要求方面的结论。本专利技术的目的还在于，评估边界条件或参数，借助这些边界条件或参数可以确定封闭件的足够质量，以便在质量保证框架内提供关于完成的封闭件是否满足质量要求或必要情况下是否更确切地检查生产参数的偏差标准(Ausschlagkriterium)。因此，本专利技术的另一个目的是提供更可靠和耐用的封闭件。
[0006]根据本专利技术的用于制造和/或检查基板叠层的组合件的方法包括以下步骤：将至少一个第一基板平面地布置在第二基板上，其中至少两个基板彼此直接相邻地布置或彼此重叠地布置，使得在至少两个基板之间形成触摸接触面，在该触摸接触面上第一基板与第
二基板直接表面触摸接触并且其中第一基板包括透明材料。
[0007]在本申请的意义中，接触面是要接触的两个基板的倾斜面的剖面。触摸接触面是指接触面的一部分面积，其中两个基板之间的距离小到无法再进行光学测量。最后，在本专利技术的意义中，良好面积被定义为其中基板彼此之间的距离足够小，如下文将详细描述的，或者其中两个基板实际接触。通常，接触面大于或等于良好表面，而良好表面又大于或等于触摸接触面。
[0008]换句话说，两个基板最初彼此相邻布置，也就是说例如彼此叠层，其中重力将通常位于顶部的第一基板压靠到第二基板上。上面或下面的定向仅是描述性的，因为基板当然可以在空间中呈现任何定向，甚至彼此相邻的布置也不应该离开保护范围。这两个基板通常在它们范围的主要侧上彼此贴靠布置。
[0009]如果两个基板都设计为绝对平面，也就是说根本没有凹陷、凸起或曲率(这只能在理论上以这种绝对形式实现)，那么第一和第二基板将彼此全面地触摸接触。因此，两个基板将在相互对齐的表面上的所有点接触。这在一般情况下和结构现实中是无法实现的。更确切地说，即使仅在非常小的范围内，基板也是拱形的、倾斜的、弯曲的，设置有凹陷或凸起，使得完全触摸接触仅在绝对例外的情况下才完全实现。
[0010]然而，为了能够在质量保证的意义上获得有意义的其中由要彼此相邻布置的基板形成的基板或基板对的初始值，以便稍后可以生产封闭件，在本专利技术的含义内引入良好表面，其代表接触面的两个基板之间的距离低于特定值的那部分。例如，可以定义良好面积，使得接触面的面积或份额被描述为，其中基板之间的距离小于2μm、优选地小于1μm并且更优选地小于0.3μm。这些距离值可以有利地通过反射图案来识别并分配给相应的区域，这将在后面的描述中进一步解释。如有必要，基板之间的距离甚至可以是5μm或更小并且仍然被分配到良好面积的相应区域，这仍然是在本专利技术的描述状态下呈现的方法的进一步优化的主题。
[0011]在此有利的是，第一基板是透明基板或包括透明材料，即其至少在某些区域构造为透明的，并且这至少针对特定的波长范围，以便一方面通过第一基板引入稍后的激光结合线以完成封闭件，另一方面以光学方式评估基板接触的质量。
[0012]在本专利技术的范围内，基板叠层或封闭件通常借助激光结合方法或激光结合线提供，借助该激光结合线将第一基板直接气密密封地结合到与第一基板相邻布置的第二基板。激光结合线通常具有垂直于其连接平面的高度HL。激光结合线优选地以HL或更小的高度，或者也以HL/2或更小的高度延伸到设置在激光结合线上方的基板的材料中。在相对侧，激光结合线例如以HL/2或更高的高度延伸到位于激光结合线下方的基板材料中。
[0013]当封闭件仅包括第一基板和第二基板以形成封闭件时，第一基板直接结合到第二基板并且封闭件例如具有激光结合线。封闭件于是也具有连接平面或连接区域，在该连接平面或连接区域中基板彼此结合。在另一个示例中，封闭件可以由三个或更多个叠层的基板构成，其中第一基板直接结合到第二基板，第二基板连接到同样形成封闭件底部的基底基板。在该示例中，封闭件具有两个接触区或两个连接区域，封闭件在其中被结合。封闭件可以具有两个或多个连接平面。
[0014]例如，第一基板被熔化并直接连接到第二基板，而不必使用例如中间物或粘合剂。激光结合线也可以物理地设置在两个待结合基板之一中，即激光的目标点可以在两个基板
之一中，其中激光结合线始终共同延伸到两个待结合基板中。在连接步骤中或在激光结合线中，一个基板的材料与另一基板的材料熔融混合，以在一个基板和另一基板之间产生牢固且不可分离的气密结合。
[0015]如果基板直接并排布置或彼此叠置，则这意味着至少两个基板以这样的方式彼此布置或附接，即它们平面地彼此贴靠，特别是没有其他的在至少两个基板之间存在或插入的材料或层。由于技术原因，可能无法避免基板层之间出现最轻微的气体夹杂物或灰尘颗粒等杂质。这也可能由基板层之间或基板层表面上的任何不均匀性，甚至是微观范围内的不均匀性引起。如果由激光产生的连接区或激光结合线以优选方式例如提供HL在10
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50μm之间的高度，可以通过激光结合线确保气密密封，因为可以跨接两个基板之间可能出现的距离。
[0016]激光键合线之一或激光键合线可以以距离DF环绕包围功能区域。围绕功能区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造和/或检查基板叠层(1、9)的组合件的方法，所述方法包括以下步骤：将至少一个第一基板(3)平面地布置在第二基板(4)上，其中该至少两个基板彼此直接相邻地布置或彼此重叠地布置，使得在至少两个基板之间形成接触面(15)，在所述接触面上第一基板与第二基板直接表面接触，并且其中所述第一基板包括透明材料；接收反射(24、24a)，所述反射通过在基板叠层的至少一个接触面上用辐射(22)照射基板叠层而产生；以及由反射确定基板叠层的接触面的第一结合质量指数Q1。2.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述第一结合质量指数Q1确定为Q1＝1
‑
(A
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G)/A，其中A代表接触面(15)的面积，G代表良好面积，其中，所述良好面积G描述了基板之间的距离小于5μm、优选小于2μm、更优选小于1μm、更优选小于0.3μm的面积，并且/或者其中，所述结合质量指数Q1大于或等于0.8、优选地大于或等于0.9、更优选大于或等于0.95。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还借助于单色辐射源(20)产生辐射(22)，或者借助于光谱适应的辐射源(20)产生辐射(22)，并且/或者其中，所述辐射(22)是低能辐射，其中辐射特别地具有不导致基板(3,4)的熔融或熔化的辐射功率，并且/或者从反射(24、24a)中选择单色或准单色区域，例如颜色通道。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，具有从反射(24、24a)读取图案的步骤，特别是干涉图案，特别是来自辐射与在基板叠层(1、9)的至少一个接触面(15)上的反射(24、24a)的叠加的图案。5.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述图案具有其中图案围绕一个或更多个缺陷(17)延伸的布置，和/或其中，缺陷(17)的特征在于，基板(3、4)之间的距离大于5μm、优选大于2μm、更优选大于1μm、更优选大于0.3μm。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少一个功能区域(2)被所述基板叠层(1、9)容纳，其中所述功能区域被特别设计为容纳腔，用于接收至少一个容纳对象(5)，和/或其中，所述第一基板(3)具有外平侧和周向窄侧。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基板叠层(1、9)具有可用区域N，并且仅可用区域N用于计算第一结合质量指数Q1，和/或Q1确定为Q1＝1
‑
(N
‑
G)/N。8.一种用于制造气密密封的封闭件(1)、特别是使用根据前述权利要求中任一项所述的方法制造气密密封的封闭件(1)的方法，具有以下步骤：将至少一个第一基板(3)平面地布置在第二基板(4)上，其中，该至少两个基板彼此直接相邻地布置或彼此重叠地布置，使得在该至少两个基板之间形成接触面(15)，在所述接触面上第一基板与第二基板直接表面接触，并且其中所述第一基板包括透明材料；接收反射(24)，所述反射通过在至少一个接触面上用辐射(22)照射基板叠层而产生；
由反射确定接触面的第一结合质量指数Q1；通过在所述封闭件的至少一个接触面的区域中将至少两个基板彼此直接连接来彼此气密密封连接至少两个基板，从而形连接区(6)，其一方面延伸到第一基板中，另一方面延伸到第二基板中，并且至少两个基板通过熔化直接彼此结合；接收进一步的反射(24a)，所述进一步的反射通过在所述封闭件的至少一个接触面上用辐射重新照射基板叠层而产生；以及由进一步的反射确定气密密封结合的封闭件的接触面的第二结合质量指数Q2。9.根据前一权利要求所述的方法，其中，Q2确定为Q2＝1
‑
(A
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G)/A或Q2＝1
‑
(N
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G)/N，其中A为第一接触面(15)的面积，其中G是良好面积，并且其中N是可用区域的面积。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，结合质量指数Q2大于或等于0.95、优选地大于或等于0.99、更优选地大于或等于0.999，和/或其中，Q2大于Q1、特别是Q2/Q1>1.001。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括通过确定所述至少两个基板之间的距离分布(126、150)和/或通过验证(170)Q2满足确保气密结合的最低要求来检查所述至少两个基板(3、4)的气密结合的步骤。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少两个基板(3、4)的气密密封连接(140)的步骤是通过激光连接方法进行的，其中激光产生连...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：肖特普瑞默赛勒公司，
类型：发明
国别省市：