用于MEMS器件芯片级封装的金-硅键合技术研究

MEMS器件大都含有可动的硅结构,在器件加工过程中,特别是在封装过程中极易受损,大大影响器件的成品率.如果能在MEMS器件可动结构完成以后,加上一层封盖保护,可以显著提高器件的成品率和可靠性.本文提出了一种用于MEMS芯片封盖保护的金-硅键合新结构,实验证明此方法简单实用,效果良好.该技术与器件制造工艺兼容,键合温度低,有足够的键合强度,不损坏器件结构,实现了MEMS器件的芯片级封装.我们已经将此技术成功地应用于射流陀螺的制造工艺中.     

用于MEMS器件芯片级封装的金-硅键合技术研究

MEMS器件大都含有可动的硅结构 ,在器件加工过程中 ,特别是在封装过程中极易受损 ,大大影响器件的成品率。如果能在MEMS器件可动结构完成以后 ,加上一层封盖保护 ,可以显著提高器件的成品率和可靠性。本文提出了一种用于MEMS芯片封盖保护的金 硅键合新结构 ,实验证明此方法简单实用 ,效果良好。该技术与器件制造工艺兼容 ,键合温度低 ,有足够的键合强度 ,不损坏器件结构 ,实现了MEMS器件的芯片级封装。我们已经将此技术成功地应用于射流陀螺的制造工艺中     

基于聚合物介质的低温硅硅键合研究

聚合物低温键合技术是MEMS器件圆片级封装的一项关键技术。以苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯(Parylene)、聚酰亚胺(Polyimide)、有机玻璃(PMMA)作为键合介质,对键合的温度、压力、气氛、强度等工艺参数进行了研究,并分析了其优缺点。通过改变Parylene的旋涂、键合温度、键合压力、键合时间等工艺参数进行了优化实验。结果表明,在230 ℃的低温键合条件下封装后的MEMS器件具有良好的键合强度(＞3.600 MPa),可满足MEMS器件圆片级封装要求。     

一种新型半绝缘键合SOI结构

报道了一种新型半绝缘键合SOI结构,采用化学气相淀积加外延生长键合过渡多晶硅层的方法实现了该结构.研制出的这种新结构,完整率大于85%,Si-Si键合界面接触比电阻小于5×10-4Ω·cm2.这种新结构可以广泛用于高低压功率集成电路、高可靠集成电路、MEMS、硅基光电集成等新器件和电路中.     

硅MEMS器件键合强度在线检测方法

键合强度是MEMS器件研制中一个重要的工艺质量参数,键合强度检测对器件的可靠性具有十分重要的作用。为了获得MEMS器件制造工艺中的键合强度,提出了一种键合强度在线检测方法,并基于MEMS叉指式器件工艺介绍了一种新型键合强度检测结构;借助于材料力学的相关知识,推导出了键合强度计算公式,经过工艺实验,获得了键合强度检测数据;对获得的不同键合面积的键合强度加以对比,指出这些数据的较小差异,是由刻度盘最小刻度误差和尺度效应造成的。结合叉指式器件的工作环境,认为这种方法获得的键合强度更接近实际的工作情况。     

一种新型半绝缘键合SOI结构

报道了一种新型半绝缘键合SOI结构,采用化学气相淀积加外延生长键合过渡多晶硅层的方法实现了该结构.研制出的这种新结构,完整率大于85%,Si-Si键合界面接触比电阻小于5×10-4Ω·cm2.这种新结构可以广泛用于高低压功率集成电路、高可靠集成电路、MEMS、硅基光电集成等新器件和电路中.     

用于MEMS器件芯片级封装的金-硅键合技术研究

MEMS器件大都含有可动的硅结构，在器件加工过程中，特别是在封装过程中极易受损，大大影响器件的成品率。如果能在MEMS器件可动结构完成以后，加上一层封盖保护，可以显著提高器件的成品率和可靠性。本文提出了一种用于MEMS芯片封盖保护的金-硅键合新结构，实验证明此方法简单实用，效果良好。该技术与器件制造工艺兼容，键合温度低，有足够的键合强度，不损坏器件结构，实现了MEMS器件的芯片级封装。我们已经将此技术成功地应用于射流陀螺的制造工艺中。     

用于MEMS器件的真空密封技术

介绍MEMS器件中常用的键合技术和适用于真空密封与器件性能要求的特殊结构设计，以及提高和保持器件高真空环境的方法。合适的真空密封技术不仅能够保证和提高MEMS器件的性能，同时可以简化工艺步骤，降低器件成本。     

微米尺度下键合强度的评价方法和测试结构

在MEMS器件的设计与加工过程中，键合技术是体硅工艺的一项关键技术。由于MEMS器件的特点，其键合的面积通常是在微米到毫米量级内．传统测试键合强度的方法不再适用，该尺度下键合强度的测试与评价成为MEMS工艺测试的难点之一。文章提出了一种新型的测试结构．对面积为微米量级下键合的最大抗扭强度进行了测试。实验设计一系列的单晶硅悬臂梁结构测试键合面积在微米量级时的最大剪切力．键合面为常用的正方形．其边长从6μm到120μm，计算得出的剪力与采用实体单元有限元分析结果计算出的作用力相对误差为4．9％，这一误差在工程中是可以接受的。实验得出最大剪切扭矩和相应的键合面积的曲线。MEMS器件的设计人员可以根据结论曲线．针对所需的抗扭强度设计相应的键合面积。     

激光在MEMS键合技术中的应用

键合技术已经广泛地应用于微电子机械系统(MEMS)领域,但传统的键合技术由于其缺点,限制了其应用范围,而激光以其独特的优势在键合技术中得到了人们的重视.文章介绍了激光在键合技术中的应用及其原理,以及今后发展的方向.     

MEMS封装技术及标准工艺研究

分析了MEMS的特点及封装工艺对MEMS的影响,给出了对MEMS封装的基本要求.研究了MEMS封装工艺中的一些关键技术,即硅-硅和硅-玻璃键合技术、清洗与引线键合技术、焊料贴片和胶粘技术以及气密封帽技术等,并给出了一些重要的研究结果.同时也介绍对几种MEMS惯性器件的封装要求及封装方法.     

基于共晶的MEMS芯片键合技术及其应用

叙述了MEMS封装中共晶键合的基本原理和方法,分析了Au-Si、Au-Sn、In-Sn等共晶键合技术的具体工艺和发展,并对其应用作了介绍.     

田口试验设计在键合工艺参数优化中的应用

为提高微机电系统(MEMS)封装引线键合的可靠性和经济性,引入了镍钯金印刷电路板(PCB),但由于其保护皮膜中钯层的加入,键合工艺参数也需随之改变,该文运用试验设计(DOE)中的田口试验设计方法,找到了针对新型镍钯金皮膜的最优化键合工艺参数,根据优化结果,改进了键合工艺参数设置,成功地将镍钯金PCB应用到MEMS封装工艺中,不但提高了产品的可靠性,还降低了原材料成本,取得了良好的经济效益。     

晶圆键合技术与微电子机械系统新进展

概述了晶圆键合技术穴WB雪和微电子机械系统穴MEMS雪的新进展。介绍了晶圆键合工艺、技术要求、应用选择以及对MEMS的作用;展示了MEMS制造技术和应用前景。     

MEMS器件封装技术

综述了微电子机械系统(MEMS)封装主流技术,包括芯片级封装、器件级封装和系统及封装技术进行了。重点介绍了圆片级键合、倒装焊等封装技术。并对MEMS封装的技术瓶颈进行了分析。     

圆片级真空封装技术在MEMS陀螺中的应用

为维持MEMS硅微陀螺的真空度,利用两次硅-玻璃阳极键合和真空长期维持技术,实现了MEMS硅微陀螺的圆片级真空气密性封装。制作过程包括:先将硅和玻璃键合,在硅-玻璃衬底上采用DRIE工艺刻蚀出硅振动结构;再利用MEMS圆片级阳极键合工艺在10-5 mbar(1 mbar=100 Pa)真空环境中进行封装;最后利用吸气剂实现圆片的长期真空气密性。经测试,采用这种方式制作出的硅微陀螺键合界面均匀平整无气泡,漏率低于5.0×10-8 atm.cm3/s。对芯片进行陶瓷封装,静态下测试得出品质因数超过12 000,并对样品进行连续一年监测,性能稳定无变化。     

半导体硅片键合:MEMS制造工序中的成熟技术

新型MEMS应用领域的发展为现有的制造技术带来了很大的挑战,并促使了满足新加工要求的制造能力的发展。根据目前MEMS制造中普遍采用的不同的晶圆键合方法及其主要工艺参数要求,开发了一种新型的晶圆键合技术。