玻璃浆料在mems圆片级气密封装中的应用研究

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1、硕士论文玻璃浆料在MEMS圆片级气密封装中的应用研究摘要MEMS器件通常包含一些可动部分，这些可动部件很脆弱，容易受到划片和装配过程中的灰尘、水汽等因素的影响，造成器件毁坏或整体性能的下降，因此需要进行气密封装。与其他圆片级键合技术相比，玻璃浆料低温键合技术具有工艺简单、键合强度高、密封效果好、生产效率高等优点，是一种高产率、低成本的封装技术。玻璃浆料圆片级气密封装过程包括丝网印刷、预烧结、键合和后续测试。本文采用先进的丝网印刷设备和精密印刷技术，对MEMS器件玻璃浆料气密封装技术进行了深入研究

2、。在丝网印刷工艺中，Mark点采用干法刻蚀制作成直径为2mm的圆形，可以提高玻璃浆料印刷的精准度。采用8mm／s刮刀速度的二次印刷工艺，可以提高玻璃浆料的均匀性。采用真空气氛、峰值温度4500C、保温15．20mm的预烧结工艺，可以提高玻璃浆料印刷的平整度。在键合工艺中，采用键合峰值温度为4500C，键合压力为300mbar的真空封装工艺得到的封装样品，其键合层致密，剪切强度较大。但是键合后部分样品的玻璃浆料线宽过大，导致MEMS器件失效。采用了带有刻蚀槽的改进工艺，阻止了玻璃浆料进一步变宽，提

3、高圆片级封装的成品率和可靠性。对工艺改进后的封装样品进行测试。封装样品剪切强度很高，全部达到了美国军用标准的要求。气密性检测的封装样品经过氦气精检和氟油粗检，合格率高达95％。对真空封装前后的MEMS器件进行了品质因数Q值的测量，真空封装后的Q值升高近一倍，说明玻璃浆料圆片级真空封装MEMS的工艺提高了MEMS器件自身的传感性能。关键词：MEMS器件；玻璃浆料；圆片级键合；气密封装Abstract硕士论文Waferbondingisallessentialtechnologicalstepfor

4、waferencapsulationofsensitivestructureslikefreelymoveableMEMS．Inthelastyears，differentwaferbondingtechnologywereestablishedinresearchandinindustrialproductionprocesses．Thewaferbondingstepshavetobeadaptedtothespecialapplicationorthetechnologyenvironme

5、nt．Thereforewewerelookingforabondingtechnology,whichisuniversallyuseableforawiderangeofapplications，independentonprecedingprocessstepsanddesignvariations．Glassflitwaferbondingfulfilstheserequirementsandprovidesfurthermoreasafeprocess晰mhighbondingyiel

6、d，verywellsuitableforindustrialproduction．Thispaperdemonstratedonthepackageprocess，fromscreenprinting，glassflitfiringtowaferbonding．Toimproveglassflitprintinguniformity,detailprocesscharacterizationofglassflitprintingbyusingprecisionscreenprintingmac

7、hineandfiringwerecarriedonanddiscussedinthiswork．Toreachhighaccuracyofscreenprinting，adiameterof2mmofcirclemark,whichisetchedbydryetching，Wasfabricated．Andtoimproveglassflituniformityandsmoothness，printingspeedof8mm／sandtwotimesprintingwasused，andthe

8、firingprocessof15-20minholdingtimeat4500CinvacuumatomphereWasadopted．Inthebondingstep，4500Cofbondingtemperatureand300mbarofbondingpressurewereselected．Afterbonding，novoidbutfeworganicsolventswereobservedthroughpolishedcross—sectionofbondingareaandthe