Склеивание пластин
Склеивание пластин — это технология упаковки на уровне пластины для изготовления микроэлектромеханических систем (МЭМС), наноэлектромеханических систем (НЭМС), микроэлектроники и оптоэлектроники , обеспечивающая механически стабильную и герметичную капсулу. Диаметр пластин варьируется от 100 до 200 мм (от 4 до 8 дюймов) для МЭМС/НЭМС и до 300 мм (12 дюймов) для производства микроэлектронных устройств. Пластины меньшего размера использовались на заре развития микроэлектронной промышленности: в 1950-х годах пластины имели диаметр всего 1 дюйм.
Обзор [ править ]
В микроэлектромеханических системах (MEMS) и наноэлектромеханических системах (NEMS) пакет защищает чувствительные внутренние структуры от воздействий окружающей среды, таких как температура, влажность, высокое давление и окислители. Долговременная стабильность и надежность функциональных элементов зависят от процесса инкапсуляции, как и общая стоимость устройства. [1] Пакет должен отвечать следующим требованиям: [2]
- защита от воздействия окружающей среды
- рассеивание тепла
- интеграция элементов с различными технологиями
- совместимость с окружающей периферией
- поддержание потока энергии и информации
Техники [ править ]
Наиболее распространенными и разработанными методами склеивания являются следующие:
- Прямое соединение
- Поверхностно-активируемое соединение
- Активируемое плазмой соединение
- Анодное соединение
- Эвтектическое соединение
- Приклеивание стеклянных фритт
- Клеевое соединение
- Термокомпрессионное соединение
- Реактивное соединение
- Диффузионная сварка в переходной жидкой фазе
- Атомно-диффузионная связь
Требования [ править ]
Склеивание пластин требует особых условий окружающей среды, которые обычно можно определить следующим образом: [3]
- поверхность подложки
- плоскостность
- гладкость
- чистота
- связующая среда
- температура соединения
- давление окружающей среды
- приложенная сила
- материалы
- материалы подложки
- материалы промежуточного слоя
Настоящая связь представляет собой взаимодействие всех этих условий и требований. Следовательно, применяемую технологию необходимо выбирать с учетом существующей подложки и определять технические характеристики, например макс. переносимая температура, механическое давление или желаемая газовая атмосфера.
Оценка [ править ]
Скрепленные пластины характеризуются с целью оценки выхода технологии, прочности соединения и уровня герметичности как для изготовленных устройств, так и для целей разработки процесса. несколько различных подходов к характеристике облигаций Таким образом, появилось . С одной стороны, неразрушающие оптические методы обнаружения трещин или межфазных пустот используются наряду с разрушительными методами оценки прочности соединения, такими как испытания на растяжение или сдвиг. С другой стороны, уникальные свойства тщательно выбранных газов или вибрационные характеристики микрорезонаторов, зависящие от давления, используются для испытаний на герметичность.
Ссылки [ править ]
- ^ С.-Х. Чоа (2005). «Надежность упаковки MEMS: поддержание вакуума и стресс, вызываемый упаковкой» . Микросистема. Технол . 11 (11): 1187–1196. дои : 10.1007/s00542-005-0603-8 .
- ^ Т. Гесснер, Т. Отто, М. Вимер и Дж. Фремель (2005). «Сварка пластин в микромеханике и микроэлектронике – обзор» . Мир электронной упаковки и системной интеграции . Мир электронной упаковки и системной интеграции. стр. 307–313.
- ^ А. Плессль и Г. Кройтер (1999). «Прямое соединение пластин: адаптация адгезии между хрупкими материалами». Материаловедение и инженерия . 25 (1–2): 1–88. дои : 10.1016/S0927-796X(98)00017-5 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Питер Рамм, Джеймс Лу, Мааике Такло (редакторы), Справочник по сварке пластин , Wiley-VCH, ISBN 3-527-32646-4 .