面向超薄器件加工的临时键合材料解决方案

临时键合技术作为一项解决先进制造与封装的关键工艺,可为薄晶圆器件的加工提供一种高可靠性的解决方案。该文成功研发出热滑移解键合和紫外激光解键合两种不同解键合方式的临时键合材料。结果显示,与国外同类产品相比,热滑移临时键合材料 WLP TB130 和 WLP TB140 具有更高的耐热性,5% 的热失重温度均大于 400 ℃,同时也具有更好的耐化性,其中 WLP TB140 可在 160 ℃ 实 现低温解键合。紫外激光解键合材料为 WLP TB4130 与 WLP LB210 配合使用(WLP TB4130 作为黏结 层,WLP LB210 作为激光释放层),超薄器件晶圆键合对通过激光解键合方式实现室温、无应力地与支撑晶圆分离。     

两电极多层阳极键合实验研究

介绍了用2个电极通过一次电极反接的方式实现多层样片之间阳极键合的操作工艺和键合机理,并以玻璃-硅-玻璃三层结构为例对其进行了实验研究。结果显示：多余的玻璃对第一次键合过程的电流特性影响不大,而第一次键合的玻璃对第二次键合电流产生显著的影响,电流出现不规则的突变。而且,在第二次键合过程中,第一次键合的玻璃在键合面上会出现由于钠元素积聚而产生的黄褐色斑点。拉伸强度实验的结果表明：第二次键合过程中在第一次键合面形成的反向电压会减弱键合的强度;通过合理选择键合参数可以得到满足MEMS封装要求的键合强度。     

表面有微结构的硅片键合技术

针对表面带有微结构硅晶圆的封装展开研究,以采用Ti/Au作为金属过渡层的硅—硅共晶键合为对象,提出一种表面带有微结构的硅—硅共晶键合工艺,以亲水湿法表面活化处理降低硅片表面杂质含量,以微装配平台与键合机控制键合环境及温度来保证键合精度与键合强度,使用恒温炉进行低温退火,解决键合对硅晶圆表面平整度和洁净度要求极高,环境要求苛刻的问题。高低温循环测试试验与既定拉力破坏性试验结果表明:提出的工艺在保证了封装组件封装强度的同时,具有工艺温度低、容易实现图形化、应力匹配度高等优点。     

低温阳极键合技术研究

通过键合温度220~250℃、键合电压400~600 V的硅玻璃低温阳极键合实验,分析了温度和电场分别对键合强度和键合效率的影响,并讨论了键合机理。     

碳化硅直接键合机理及其力学性能研究

随着碳化硅(SiC)材料的MEMS器件在恶劣环境测量中的应用前景和迫切需求,进行了碳化硅的直接键合实验.研究了工艺条件对键合样品力学性能的影响,同时借助激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪等对碳化硅键合样品界面的微观结构进行了分析.结果表明:退火温度和加载压力是影响键合效果的关键性因素.当退火温度为1 300℃,加载压力为3 MPa和退火时间为3 h时,此时键合样品的气密性非常好,力学性能达到最佳,键合强度2 MPa.最后通过样品微观界面分析表明碳化硅直接键合的机理为界面氧化硅过渡层的形成及粘性流动与碳化硅和碳化硅的熔融直接键合.     

硅片低温键合湿化学法表面活化工艺研究

探讨了使用湿化学法对硅片表面进行活化,完成硅圆片低温直接键合的流程.通过对不同活化流程细节的分析,以及实际的实验结果,对不同的工艺流程的键合效果进行比较.提出采用浓HNO3进行表面活化的方法相对于采用H2SO4以及HF效果要好.其在Si片表面生成的多孔结构氧化层有利于键合.此外,混合了微量HF的活化液由于HF活性较大,配量不易控制,在实际实验室环境中并不实用.文中还给出了实际键合样片的红外图像以及拉伸曲线.     

MEMS器件用Cavity-SOI制备中的晶圆键合工艺研究

微机电系统(MEMS)器件用预埋腔体绝缘体上硅(Cavity-SOI)直接键合制备过程中,预埋腔体刻蚀后残余应力导致的衬底层变形会影响绝缘体上硅(SOI)晶圆的面形参数和键合质量.对衬底层残余应力变形与Cavity-SOI键合质量的关系进行了实验研究,分析了衬底片残余应力变形与SOI面形之间的对应关系,用破坏性剪切试验...     

硅片键合界面的应力研究

本文主要研究硅片直接键合界面结构与应力大小.当抛光硅片直接键合时,界面出现极薄的过渡区,并存在微小的晶向差,但不引起多余应力.当热生长了二氧化硅层的硅片相键合时,界面存在二氧化硅层,并引起张应力,其大小与硅二氧化硅系统应力大小相当.     

硅牌键合技术的研究进展

硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法.硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合,用在MEMS的加工工艺中.常见的硅片键合技术包括金硅共熔键合、硅/玻璃静电键合、硅/硅直接键合以及玻璃焊料烧结等.文中将讨论这些键合技术的原理、工艺及优缺点.     

MEMS硅玻璃阳极键合工艺评价方法

为了得到微机电系统(MEMS)加速度计硅-玻璃阳极键合的键合强度,进行了剪切破坏测试,并结合材料力学相关理论,得到键合强度表征方法.通过对实验数据的分析,制定键合强度的失效判据,提出了一种评价硅玻璃键合工艺质量的有效方法,在工程实际中具有一定的参考价值.     

玻璃浆料键合气密性研究

研究玻璃浆料真空封装MEMS器件工艺,由于玻璃浆料键合工艺条件控制较为复杂,键合不当易失败漏气.利用光学显微镜、超声显微镜、激光显微镜、电镜等多种显微镜对各阶段玻璃浆料的形貌进行观察,对由印刷方式、预处理条件和键合工艺对键合气密性的影响进行了分析.提出了影响玻璃浆料键合气密性的几个原因,对玻璃浆料键合工艺条件控制有非常重要的指导意义.     

阳极键合强度及其评价方法

阳极键合作为一种在微机电系统(MEMS)中运用的关键技术,具有工艺简单、键合强度高、密封性好等优点。经过几十年的发展,该技术在键合机理和提高与评价键合强度等诸多方面都得到了很大的发展,并应用于越来越多的领域。对阳极键合技术的机理、键合基片材料的发展以及键合强度的评价方法等方面进行了综述和评价,并对阳极键合技术在MEMS中的发展趋势作出展望。     

硅片键合技术的研究进展

硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片，硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法，硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中，常见的硅片键合技术包括金硅共熔键合，硅／玻璃静电键合，硅／硅直接键合以及玻璃焊料烧结等，文中将讨论这些键合技术的原理，工艺及优缺点。     

半导体高温压力传感器的静电键合技术

本文论述了多晶硅高温压力传感器中的硅 玻璃静电键合技术 ,包括硅 玻璃静电键合机理 ,键合强度及键合后残余应力的改善措施 .通过大批量键合封接实验 ,键合的成品率达到 95 %以上     

MEMS耐高温压力传感器封装工艺研究

为解决特种压力传感器结构的封装难题,提出了三种能够适用于200°C高温条件下的先进封装技术.通过有限元模拟,确定了采用低温玻璃键合技术对多种压力传感器进行封装,分析得出了适合的中间键合层厚度.选定了高强度低膨胀基底合金材料,制定了低温玻璃键合的工艺流程,采用先进的丝网印刷工艺确保中间键合层厚度.实验表明经过该工艺封装的压力传感器在高温下具有可靠的性能,能满足现代工业测量需求.     

基于键合图的电力电子电路建模与仿真

随着DC-DC变换器的实际应用领域的不断扩大,人们对变换器系统的稳定性提出了更高的要求,因此,精确而有效的建模和仿真对于变换器的发展有着重大的意义。本文以电力电子Buck电路为例,提出混合键合图模型和键合图平均模型两种模型,这两种模型都是在键合图建模理论的基础上,根据电路中开关控制方式的不同而得到的。首先经过分析得到Buck电路的两种键合图模型,并在GME(Generic Modeling Environment)软件中搭建模型,然后通过该软件将它转换为Matlab框图模型并仿真,最后将仿真结果与实际电路模型的输出波形进行对比分析,验证了两种模型的可行性和正确性。     

MEMS器件气密性封装的低温共晶键合工艺研究

介绍了一种采用Pb-Sn共晶合金作为中间层的键合封装技术,通过电镀的方法在芯片与基片上形成Cr/N i/Cu/Pb-Sn多金属层,在温度为190℃、压强为150 Pa的真空中进行键合,键合过程不需使用助焊剂,避免了助焊剂对微器件的污染。试验表明:这种键合工艺具有较好的气密性,键合区合金分布均匀、无缝隙、气泡等脱焊区,键合强度较高,能够满足电子元器件和微机电系统(MEMS)可动部件低温气密性封装的要求。     

SPC在键合工艺中的应用

键合工艺是集成电路中芯片功能引出到管壳引脚的桥梁,键合质量的好坏直接影响电路的功能和可靠性,所以键合工艺处在可控状态下,对于保证键合质量尤为重要.SPC是一种先进的控制方式,应用于键合工艺,解决了传统键合控制的弊端,Cpk以数据形式直接反应键合质量,均值极差图预测键合工艺是否存在问题,并及时纠正解决,使键合工艺处在时时可控状态下.     

圆片级叠层键合技术在SOI高温压力传感器中的应用

针对绝缘体上硅(SOI)异质异构结构特点,提出了两次对准和两次阳极键合工艺方法,实现了圆片级SOI高温压力传感器硅敏感芯片的叠层键合。采用玻璃—硅—玻璃三层结构的SOI压力芯片具有良好的密封性和键合强度。经测试结果表明:SOI高温压力传感器芯片键合界面均匀平整无缺陷,漏率低于5×10~(-9)Pa·m~3/s,键合强度大于3 MPa。对芯片进行无引线封装,在500℃下测试得出传感器总精度小于0. 5%FS。     

采用线阴极的快速阳极键合方法

在平板阴极和点阴极方式做阳极键合时,时间-电流特性、键合速度、结合界面质量等都有所不同。通过建立力学和电学模型,分析了不同阴极形状对阳极键合的时间、强度以及结合界面特性的影响。根据模型分析,采取了线阴极工作方式做阳极键合,样品的键合区扩散时间只需要84s。结合界面无空洞,键合强度为16.7MPa。