低溫玻璃漿料在MEMS氣密封裝中的應(yīng)用研究.pdf

1、MEMS器件通常包含一些可動部分，這些可動部件很脆弱，極易受到劃片和裝配過程中的灰塵、氣流、水汽、機械等因素的影響，從而造成器件毀壞或整體性能的下降，因而需要進行氣密封裝。本論文的目的是在保證封裝氣密性的前提下實現(xiàn)圓片級的封裝。 實驗選用Ferro公司的11-036低溫玻璃漿料作為封接材料對MEMS器件進行氣密封裝。以硅片或玻璃片為基板，通過玻璃漿料的分配與燒結(jié)，將基板與芯片圓片進行鍵合，形成密封腔。隨后通過對封裝結(jié)構(gòu)進行剪切強

2、度測試，以及X-ray和掃描電鏡對鍵合區(qū)域形貌的分析，得出了最佳工藝曲線(包括鍵合溫度、時間、氣氛、壓力等)。結(jié)果表明，采用預(yù)燒結(jié)溫度400℃，燒結(jié)溫度450℃的工藝條件，鍵合區(qū)域顆粒均勻，鍵合強度較大。預(yù)燒結(jié)在空氣中進行，有利于有機溶劑的揮發(fā)與燃盡。燒結(jié)過程是玻璃漿料的再結(jié)晶過程，氣氛對鍵合強度影響不大。壓力對鍵合質(zhì)量的影響較小，施加較小的壓力即能得到較大的剪切強度。壓力的大小直接影響到封裝的外觀質(zhì)量。在最優(yōu)化的條件下，鍵合結(jié)構(gòu)達(dá)到相

3、關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如MIL-STD-833E)的要求。 對完成的封裝結(jié)構(gòu)進行氣密性檢測。在圓片級封裝鍵合完成后將圓片劃成單個封裝單元依次進行氦氣精檢和氟油粗檢。實驗表明，在選取的樣品中，85％檢測漏率符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如MIL-STD-833E)。 真空封裝是氣密封裝的應(yīng)用之一。選用帶有自檢功能的測壁壓阻敏感加速度傳感器，由于空氣阻尼變化的影響，該器件在真空中諧振時的品質(zhì)因數(shù)Q值相對于大氣中有著數(shù)量級的變化。實驗通過對Q值的測量來判定