低温玻璃浆料圆片级真空封装的研究.pdf

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1、62传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第3l卷第l期低温玻璃浆料圆片级真空封装的研究王伟一，熊斌，王跃林，马颖蕾(1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海2000502．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：研究了玻璃浆料在低温下真空封装MEMS器件的工艺。封装过程中，采用了丝网印刷技术，丝网的线宽设计为100m，印刷后玻璃浆料线宽为160m左右，从而能够减小封装器件的尺寸，节省成本；另外，对玻璃浆料键合工艺做了研究，找到了较好的工艺条件，采用该工艺(预烧结温度425℃，键合温度430℃)，得到

2、的封装结构具有较高的封接强度(剪切力>20kgf)和良好的真空度，测得的漏率为10。cm。／s。关键词：微机电系统；玻璃浆料封装；加速度计；真空封装中图分类号：TN305．94文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)01-0062-03Research0nwafer·leverVacuumpackagebyglassfritatlowtemperatureWANGWeil'2，XIONGBin．WANGYue-lin，MAYing-lei(1．StateKeyLaboratoryofTransducerTechnology，ShanghaiInstitute

3、ofMicrosystemandInformationTechnology．ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China；2．GraduateUniversityoftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)Abstract：GlassfritpackagingisimportantforMEMSdevicesvacuumpackaging．Screenprintingisappliedinpackage，andthewidthofscreenisdesignedas100

4、txmtoreducethemanufacturingcosts．Detailprocesscharacterizationofglassfritbondingarealsodiscussed．Thepackagingstructurehashighbondingstrengthrshearismorethan20kgf)andleakagerateis10一。cm。／s．Keywords：MEMS；glassfritpackaging；aceelerometers；vacuumpackaging0引言从而扩大了玻璃浆料圆片级封装的应用。不同的MEMS器件，制作工艺、器件

5、结构各有不同，因以前的玻璃浆料圆片级封装侧重于气密封装，『而真空此，发展出很多种封装技术J，如阳极键合、Si—Si键合、金封装又侧重于单芯片级别，如果把两者结合在一起，仵硅键合、玻璃浆料键合，不同的键合方式具有各自的特完成圆片级封装后，器件内部就能够达到真空状态，这样既点，阳极键合要求键合过程中加电，Si—Si键合需要700℃能够提高器件封装的效率，又能使器件的性能长期保持稳以上的高温条件，同时对于一些粗糙的界面和一些细小的定。因此，研究圆片级真空封装有着很大的意义、结构不是很合适，而玻璃浆料键合工艺简单，需要的温度较1实验设计低、同时对键合界面没有特别要求一J。因此，在

6、满足稳定1．1丝网线宽的设计性和可靠性的条件下，玻璃浆料封装在圆片级封装中有广实验采用的丝网印刷机是DEK的APi全自动丝网印泛的应用。刷机，这种印刷机具有精密、自动和标准化的印刷能力。丝目前，国内对玻璃浆料圆片级封装有一定研究，但用于网印刷机采用的丝网是由一根根钢丝编织成的“平针”印刷玻璃浆料的丝网线宽为300m，这样印刷完后预烧案，丝网印刷时玻璃浆料透过丝网孔渗透到丝网下面的嘲玻璃浆料线宽变得更大，达到390m，不利于节省成本，为片，从而完成印刷过程。丝网的目数和丝网线径决定r了让印刷后的玻璃浆料尺寸变得更小，本文做了一些研究，网线宽，而丝网的线宽又决定了印刷图形的线

7、条大小，丝I删采用了较细的丝网线宽，印刷后的玻璃浆料线宽也比较细，线宽做得越小，图形相应做得越小，这样器件做得也越小，收稿日期：2011_049第1期王伟，等：低温玻璃浆料圆片级真空封装的研究63减小整个封装过程中的成本。之前国内最小线宽为表1不同线宽印刷出的玻璃浆料数据TabIScreenprintedglassfritdatasofdiferentlinespace300p,m，因此，实验设计了200，100，70，60m的丝网线宽，丝网线宽下限设定为60m，是由目前的丝网线径工艺条件决定的。分别用这些不同线宽的丝网把玻璃