InP/GaAs低温键合的新方法

通过对 InP/GaAs 异质键合实验方法的研究,提出了包括表面活化处理、真空预键合和退火热处理的三步法,在350℃低温下实现了InP/GaAs异质材料的键合。界面电流 电压(I V)特性的研究表明,350℃样品的界面过渡层极薄,电子主要以隧穿方式通过界面,而450℃的扩散使得过渡层增厚,界面电流 电压特性可视为双肖特基二极管的反向串联。同时,对键合样品也进行了拉力测试,实验结果表明 450℃样品的键合强度优于350℃样品。最后,对InP/GaAs异质材料的键合机理进行了探讨。     

脉冲电压对硅/玻璃阳极键合质量影响分析

采用脉冲电压对硼硅玻璃与硅进行了阳极键合试验,结果表明采用脉冲电压能有效缩短硅/玻璃阳极键合时间并能适当降低键合温度。通过拉伸试验表明键合强度能达到预定强度要求,通过扫描电镜对键合界面的微观界面进行分析:表明玻璃/硅的键合界面有较明显的中间过渡层生成;通过分析:认为在玻璃/硅进行阳极键合过程中,脉冲电压产生的脉冲电场力对玻璃Na~+耗尽层中的O~(2-)向界面迁移扩散起到了反复驱动的作用,促进了O~(2-)向阴极表面迁移,增加了界面键合效率,缩短了硅/玻璃阳极键合时间,并降低了键合温度,从而促进了过渡层的形成。     

金丝在镀银铜支架上的键合性能研究

键合金丝是电子封装过程中的关键材料,其键合可靠性对电子元器件的性能稳定性与寿命具有重要的影响。使用自制的Au丝将2835 LED芯片与镀Ag支架键合,并采用破坏性键合强度测试和加速寿命试验,测试并研究了Au丝的键合强度及Au-Ag键合界面的可靠性,通过扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等手段,对比分析了高温及电流加载对Au丝及Au-Ag键合界面组织演变及元素扩散行为的影响。研究结果表明,高温偏压寿命试验(TBOL)后,Au与Ag的相互扩散加剧,Au-Ag键合点残金面积增大,Au焊点中Ag含量从0.195%提高至1.584%(质量分数),使焊点固溶强化效应增强,焊点平均推力值增大约10%,进一步提高了焊点的键合可靠性。     

激光辅助阳极键合方法及实验研究

为了提高MEMS微器件成品的封装质量和效率,本文自主设计了新型的激光辅助阳极键合技术系统,并将其运用于硼硅玻璃BF33与硅的键合实验,成功实现了硅与玻璃在低功率下局部区域的完好键合.采用扫描电子显微镜对键合样本界面的微观结构进行分析,结果表明:在玻璃/硅的键合界面有明显的过渡层生成.使用能谱仪测定玻璃基体、过渡层以及硅层所含的化学元素种类及其质量分数,通过对比分析认为:激光在键合层的致热温度和界面区的强电场导致硼硅玻璃耗尽层中的氧负离子向键合界面迁移扩散,并与硅发生氧化反应形成中间过渡层,而该界面过渡层的形成是实现玻璃/硅键合的基本条件.该种新型键合技术操作简单、速度快、灵活性高,可以针对不同键合材料实时调整激光功率、行走速度、扫描时间等参数,可广泛应用于MEMS封装器件中硅与玻璃的键合.     

硼硅玻璃与硅阳极键合界面形成机理分析

对硼硅玻璃与硅进行了阳极键合实验,通过扫描电镜对键合界面的微观结构进行分析表明:玻璃/硅的键合界面有明显的中间过渡层生成;分析认为电场力作用下玻璃耗尽层中的氧负离子向界面迁移扩散并与硅发生氧化反应是形成中间过渡层的主要原因,而界面过渡层的形成是硅/玻璃界面键合实现永久连接的直接原因.     

B270玻璃-TC4钛合金热压阳极键合连接工艺研究

采用了热压-阳极键合复合连接工艺对B270玻璃/TC4钛合金进行连接,分析了真空热压参数对B270玻璃/TC4钛合金连接界面结构、结合效果的影响,并研究了B270玻璃/TC4钛合金的阳极键合工艺,分析了不同键合工艺参数下的工艺特征。结果表明,当对应的真空热压参数为:T=750℃,t=2 h,P=0.5 MPa,当键合温度T在350~550℃,电场电压V在500~700 V时,有最佳的连接效果。键合界面结构分析发现,整个键合区域是由玻璃-中间过渡层-TC4钛合金的结构组成,界面两侧的化学元素呈梯度分布。     

Al-Ni超声楔焊中输入功率与界面键合的特征分析

为了研究超声键合中在超声能量作用下金属间形成键合界面而构成键合力的机理,确定金属间吸收的超声能量与形成的界面质量的关系,在超声楔焊键合试验中,对Al-Ni楔焊通过改变焊接参数而获得完全键合和半键合的界面,并对其界面特征进行扫描电镜测试分析;同时,利用示波器采集超声键合机焊接时的电信号,分析了PZT驱动的输入阻抗和功率特性,并与界面质量对比.研究结果表明:超声键合而形成的Al-Ni界面为中央未键合的椭圆界面;相同参数条件下,一焊输入阻抗和吸收功率大于二焊,一焊的界面质量也高于二焊.     

激光喷射钎料球键合焊点热循环试验研究

为研究激光喷射钎料球键合焊点的可靠性,用Sn3.0Ag0.5Cu钎料球对Au/Cu焊盘进行了激光喷射钎料键合试验,采用微强度测试仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪研究了热循环条件对接头强度以及界面微观组织演变的影响.结果表明：采用激光喷射钎料键合技术焊盘表面Au层不能完全溶入钎料中,导致在界面处形成AuSn2＋AuSn4多...     

聚合物多层微流控芯片超声波键合界面温度研究

针对聚合物多层微流控芯片键合,采用热辅助超声波键合方法实现了4层微流控芯片的键合,搭建了多界面温度测试装置,采用埋置热电偶的方法测试了三个被封接界面的温度场,研究了单独超声波作用和热辅助超声波键合法中各界面的温度并进行了比对.温度测试实验结果表明,在顶层热辅助温度70℃、6μm振幅、30kHz频率、100N超声波焊接压力和25s超声波作用时间下,基于热辅助的多层超声波键合方法可以使各键合界面的温度基本一致,从而实现多层微流控器件的多个界面键合质量一致.本文的研究为聚合物微流控器件的超声波多层键合机理研究提供了有益借鉴.     

InP/GaAs异质键合界面的XPS研究

用直接键合技术在480℃实现了InP/GaAs的异质键合,用X射线光电子谱研究了样品的界面化学态.研究分析表明,InP/GaAs样品在480℃的键合过程中发生相互扩散(除P外),键合界面处形成了由InP、GaAs、InAs和GaP构成的中间过渡层,过渡层厚度约为6nm.