微機電封裝結構及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微機電(microelectromechanical systems, MEMS)封裝結構及其制作方法，尤其是涉及一種具有濕氣阻隔層的微機電封裝結構。
【背景技術】
[0002]MEMS裝置包括具有微機電的基板與微電子電路整合在一起。此種裝置可形成例如微感應器(microsensors)或微驅動器(microactuators)，其基于例如電磁、電致伸縮(electrostrictive)、熱電、壓電、壓阻(piezoresistive)等效應來操作。MEMS裝置可通過微電子技術例如光刻、氣相沉積、及蝕刻等，在絕緣層或其他的基板上制得。近來，有使用與現有的模擬及數字CMOS (互補式金屬氧化物半導體)電路的同類型的制造步驟(例如材料層的沉積與材料層的選擇性移除)來制造MEMS。
[0003]然而現行微機電結構與一基底，例如玻璃基板進行組裝時通常會遇到高溫與高濕度等問題。隨著濕度增加，空氣中的水分子與濕氣容易進入元件中并影響整個元件的運作。因此如何改良現有微機電結構與其制作方法來阻隔濕氣即為現今一重要課題。
【發明內容】
[0004]因此本發明是公開一種微機電封裝結構，以解決上述現有問題。
[0005]本發明優選實施例是公開一種制作微機電封裝結構的方法。首先提供一微機電結構，然后利用一封膠將一第一玻璃基板設置于微機電結構上，之后再涂布一濕氣阻隔層于該第一玻璃基板、該封膠以及該微機電結構的側壁。
[0006]本發明還公開一種微機電封裝結構，其包含一第一玻璃基板設于一微機電結構上，一封膠設于該第一玻璃基板與該微機電結構之間，以及一第一濕氣阻隔層設于該第一玻璃基板、該封膠以及該微機電結構的側壁。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明優選實施例制作一微機電結構的方法示意圖；
[0008]圖2為本發明另一實施例的一微機電封裝結構的結構示意圖。
[0009]符號說明
[0010]12 微機電結構14 第一玻璃基板
[0011]16 封膠18 透鏡陣列
[0012]20 黑色矩陣22 金屬框架
[0013]24 基底26 導線
[0014]28 濕氣阻隔層30 防濕層
[0015]32 保護層34 防水層
[0016]36 框膠38 第二玻璃基板
[0017]40 黑色矩陣
[0018]62第一玻璃基板64微機電結構
[0019]66封膠68濕氣阻隔層
[0020]70透鏡陣列72黑色矩陣
[0021]74防濕層76保護層
[0022]78防水層80基底
[0023]82基座84階梯部
[0024]86第二玻璃基板88黑色矩陣
[0025]90框膠92濕氣阻隔層
[0026]94導線
【具體實施方式】
[0027]請參照圖1，圖1為本發明優選實施例制作一微機電結構的方法示意圖。如圖1所不，首先提供一微機電結構12，然后利用一封膠(sealant) 16將一第一玻璃基板14設置于微機電結構12上。在本實施例中，微機電結構12表面可設置一透鏡陣列18，且多個黑色矩陣20可鑲嵌于第一玻璃基板14內來調整照射至透鏡陣列18的光線的方向。在本實施例中，封膠16優選由環氧樹脂所構成，但不局限于此。
[0028]接著于第一玻璃基板14與微機電結構12組裝在一起的時候將一金屬框架22設置于一基底24上，其中基底22優選由陶瓷所構成。隨后將組裝后的第一玻璃基板14與微機電結構12設置于基底24上，然后進行一打線(wire bonding)制作工藝以形成多條導線26與一密封膠(encapsulant)(圖未示)電連接微機電結構12與基底24。
[0029]然后可選擇性進行一表面處理，以于第一玻璃基板14與微機電結構12表面產生OH鍵。在本實施例中，表面處里可包含一氧氣等離子體處理或一紫外線臭氧處理，但不局限于此。
[0030]接著于第一玻璃基板14與微機電結構12的上表面與側壁產生足夠的OH鍵結后涂布一濕氣阻隔層28于第一玻璃基板14、封膠16以及微機電結構12側壁。涂布濕氣阻隔層28的方式可先用一膠布遮住第一玻璃基板14上表面，然后進行一原子層沉積(atomiclayer deposit1n, ALD)制作工藝，通入三甲基招(trimethyIaluminum)及水并將溫度控制介于100°C至150°C，且優選于100°C以形成一由AlOJ^構成的防濕層30于第一玻璃基板14、封膠16以及微機電結構12側壁。另外所形成的防濕層30厚度優選介于5埃至200埃。
[0031]隨后進行另一原子層沉積制作工藝，通入1，2-雙(三氯甲硅基)乙烷(I, 2-Bis (trichlorosilyl) ethane)與水，并將溫度控制介于25°C至50°C，且優選于35°C以形成一由S1J^構成的保護層32于防濕層30上。需注意的是，除了以原子層沉積制作工藝形成保護層32，本發明又可選擇以S1x蒸鍍或濺鍍方式形成保護層32，該些變化型均屬本發明所涵蓋的范圍。另外所形成的保護層32厚度優選介于20埃至200埃。
[0032]之后進行一化學氣相沉積(chemical vapor deposit1n, CVD)制作工藝，通入辛基三乙氧基娃燒(Octyltriethoxysilane)并將溫度控制介于25°C至150°C以形成一由自組單分子層(self-assembly monolayer, SAM)所構成的防水層34于保護層32上。在本實施例中所形成的防水層34厚度優選介于20埃至200埃。
[0033]通過防水層34來隔絕大部分的水分子，利用保護層32來吸收外在應力并同時維持微機電結構的整體形狀，最后利用防濕層30防止剩余較小的水分子進入整個元件內，本發明可利用由防濕層30、保護層32與防水層34所組成的濕氣阻隔層28來防止外在水氣或濕氣影響到微機電結構12與第一玻璃基板14之間的元件。例如，本發明可由此維持微機電結構12上透鏡陣列18的移動與運作，進而確保整個元件的整體效能不受影響。
[0034]需注意的是，本實施例雖依序形成防濕層30、保護層32以及防水層34，但不局限于此，本發明又可依據制作工藝需求先重復進行形成防濕層30與保護層32的步驟，例如形成多層交錯的防濕層30與保護層32之后才形成防水層34，此實施例也屬本發明所涵蓋的范圍。
[0035]另外，本實施例雖優選于第一玻璃基板14與微機電結構12黏著于金屬框架22之后將包含防濕層30、保護層32與防水層34等三者的濕氣阻隔層28涂布于第一玻璃基板14、封膠16以及微機電結構12側壁，但不局限于此順序，本發明又可于第一玻璃基板14及微機電結構12與金屬框架22及基底24結合之前便先涂布濕氣阻隔層28，此變化型也屬本發明所涵蓋的范圍。
[0036]在結合上述元件后，可選擇性涂上一框膠(molding glue) 36于基底24上并填滿濕氣阻隔層28與金屬框架22之間的縫隙，然后再將一第二玻璃基板38設置于金屬框架22上。至此即完成本發明優選實施例的一微機電封