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阳极键合用Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃电学性能

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硅酸盐学报 2009年第10期37卷 1735-1739页

作者：李宏章钊王倩杜芸程金树武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室武汉430070

采用合适的组分和二步热处理法制备了热膨胀系数与硅片匹配的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃,并在满足键合所要求的热膨胀系数的基础上,通过调节成分和控制热处理制度,研究了微晶玻璃的导电和介电性能。结果表明:采用不同的热处理制度进... 详细信息

采用合适的组分和二步热处理法制备了热膨胀系数与硅片匹配的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃,并在满足键合所要求的热膨胀系数的基础上,通过调节成分和控制热处理制度,研究了微晶玻璃的导电和介电性能。结果表明:采用不同的热处理制度进行晶化处理,LAS微晶玻璃的主晶相均为β-锂辉石;607℃核化、980℃晶化时间均为3h样品的热膨胀系数为31.16×10-7℃-1(200～400℃),与硅片热膨胀系数较接近;微晶玻璃的电阻率大于基础玻璃,且随温度的升高电阻率呈下降趋势;改变核化和晶化时间,在150～360℃范围内其电阻率变化不大;微晶玻璃的介电常数和介电损耗均小于基础玻璃,更适宜作为电子器件的绝缘封装材料。

关键词：阳极键合硅片微晶玻璃电学性能

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阳极键合用高分子固体电解质的性能研究

西安交通大学学报 2015年第1期49卷 139-142页

作者：阴旭刘翠荣赵为刚太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

根据微机电系统(MEMS)封装中常用的阳极键合技术的特点,采用机械合金化法制备了高分子固体电解质,用作新的阳极键合材料。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和同步辐射小角X射线技术(SAXS)等手段研究了锂盐加入量对络合成的阳... 详细信息

根据微机电系统(MEMS)封装中常用的阳极键合技术的特点,采用机械合金化法制备了高分子固体电解质,用作新的阳极键合材料。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和同步辐射小角X射线技术(SAXS)等手段研究了锂盐加入量对络合成的阳极键合用聚氧乙烯(PEO)LiX的导电性能的影响,进而探讨了高分子固体电解质作为新型封装材料在阳极键合应用中的可行性。结果表明:相对于LiPF6,络合LiClO4更容易增加锂离子的迁移数,能更有效地阻碍高分子固体电解质的结晶,使得无定形区的含量增加;对于制备出的阳极键合用PEO-LiClO4高分子固体电解质材料,随着锂盐含量的增加,PEO与锂盐之间的络合结构变得更松弛,该络合体系的有序性变差,无序度增大,这种结构在静电场作用下更容易破坏,因而电导率更高,键合质量良好。

关键词：封装聚氧乙烯阳极键合固体电解质

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玻璃与碳化硅阳极键合机理及其力学性能研究

机械工程学报 2024年第16期60卷 151-159页

作者：刘伟胡利方郑植高伟丑昭成晓王勇太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

碳化硅作为第三代半导体材料,在微纳机械电子系统中有着广阔的应用前景。通过阳极键合技术实现玻璃与碳化硅的直接连接,SEM测试结果表明玻璃与碳化硅键合界面平整光滑无缺陷,通过TEM对键合界面进一步检测发现界面处碳化硅被氧化,玻璃与... 详细信息

碳化硅作为第三代半导体材料,在微纳机械电子系统中有着广阔的应用前景。通过阳极键合技术实现玻璃与碳化硅的直接连接,SEM测试结果表明玻璃与碳化硅键合界面平整光滑无缺陷,通过TEM对键合界面进一步检测发现界面处碳化硅被氧化,玻璃与碳化硅实现化学键连接。通过SEM观察经氢氟酸腐蚀后界面的微观形貌发现键合界面处玻璃基体内形成Na+耗尽层,研究发现随着键合温度和电压的增大Na+耗尽层宽度在增大,最大达到了1.1μm。在键合过程中,键合电流的变化分为急速上升、急速下降和相对稳定三个阶段。通过拉伸试验发现玻璃-碳化硅接头的断裂起源于键合界面处,进而延伸至玻璃基体内,拉伸强度随着键合温度和电压的增大而增大,在键合条件为500℃、1000 V时抗拉强度达到18.2 MPa。

关键词：阳极键合耗尽层玻璃碳化硅力学性能

基于阳极键合玻璃与铜的钎焊连接机理研究及其力学性能分析

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机械工程学报 2024年第2期60卷 140-149页

作者：贾旭胡利方李子昊郑植刘伟张鹏太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

以铝箔作为中间层,采用Sn-9Zn-3Bi钎料通过阳极键合及钎焊工艺成功地实现了玻璃与铜片的连接。利用扫描电镜观察了玻璃-铝-钎料-铜接头的微观组织,分别讨论了钎焊温度和钎焊时间对连接过程的影响以及钎料和铝、铜的界面反应演化机制。... 详细信息

以铝箔作为中间层,采用Sn-9Zn-3Bi钎料通过阳极键合及钎焊工艺成功地实现了玻璃与铜片的连接。利用扫描电镜观察了玻璃-铝-钎料-铜接头的微观组织,分别讨论了钎焊温度和钎焊时间对连接过程的影响以及钎料和铝、铜的界面反应演化机制。研究发现玻璃-铝-钎料-铜的连接界面良好,玻璃表面阳极键合的铝箔随钎焊时间的增加逐渐被消耗,当钎焊温度为240℃,钎焊时间为15 min时铝箔消耗完毕。钎料与铜在240℃钎焊温度下随钎焊时间的延长依次出现Cu_(5)Zn_(8)和CuZn_(5)金属间化合物层,且随钎焊时间的延长Cu_(5)Zn_(8)金属间化合物层厚度逐渐增加,CuZn_(5)金属间化合物层由锯齿状逐渐变平缓。研究发现随钎焊温度升高,铝箔同样被逐渐消耗,界面处生成的金属间化合物层厚度也逐渐增加,且CuZn_(5)金属间化合物层锯齿状更加明显。通过剪切试验发现玻璃-铜接头的剪切强度随钎焊时间的延长呈先增加后降低的趋势,在钎焊时间为10min时剪切强度具有最大值20.29 MPa,断裂发生在玻璃基体内部,说明玻璃与铜实现了可靠连接。

关键词：阳极键合钎焊玻璃铝铜

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选择性阳极键合技术在光栅陀螺中的应用

焊接学报 2020年第12期41卷 61-66,I0004,I0005页

作者：郝飞帆李孟委王俊强金丽耿浩中北大学太原030051 中北大学南通智能光机电研究院南通226000

阳极键合技术广泛应用在晶圆级MEMS器件制造和封装当中,对于有悬臂梁结构器件容易在键合时发生吸合.采用选择性阳极键合技术防止陀螺在键合中吸合失效.推导了陀螺梁与玻璃的静电吸合电压公式并建立吸合电压与硅结构-玻璃间隙关系模型.... 详细信息

阳极键合技术广泛应用在晶圆级MEMS器件制造和封装当中,对于有悬臂梁结构器件容易在键合时发生吸合.采用选择性阳极键合技术防止陀螺在键合中吸合失效.推导了陀螺梁与玻璃的静电吸合电压公式并建立吸合电压与硅结构-玻璃间隙关系模型.采用深硅制作陀螺结构,在玻璃基底溅射Al/Cr制作光栅,最后进行阳极键合.结果表明,键合界面没有缺陷,铬及其氧化物导电抗吸合性使得硅-玻璃阳极键合未发生静电吸合失效现象,对样品进行抗剪强度测试,得出平均键合强度为33.94 MPa,键合质量良好.

关键词： MEMS陀螺阳极键合静电吸合键合强度

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阳极键合应力的原位拉曼光谱研究

华东理工大学学报（自然科学版） 2016年第3期42卷 363-368页

作者：明小祥唐佳丽于新海华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

介绍了一种基于原位激光拉曼光谱的阳极键合应力研究方法。通过自制的小型阳极键合装置,结合激光拉曼光谱仪,原位研究了在阳极键合升温、通电和降温过程中硅界面应力的演变过程。升温过程中单晶硅的拉曼峰位会向低波数移动,通电恒温键... 详细信息

介绍了一种基于原位激光拉曼光谱的阳极键合应力研究方法。通过自制的小型阳极键合装置,结合激光拉曼光谱仪,原位研究了在阳极键合升温、通电和降温过程中硅界面应力的演变过程。升温过程中单晶硅的拉曼峰位会向低波数移动,通电恒温键合过程中氧化硅的生长会在单晶硅界面引入拉应力,降温过程中单晶硅界面的应力状态发生从拉应力到压应力的转变。界面的氧化过程对阳极键合结构界面的应力状态有重要影响。

关键词：阳极键合拉曼光谱应力原位

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阳极键合研究现状及影响因素

材料科学与工艺 2018年第5期26卷 82-88页

作者：杜超刘翠荣阴旭赵浩成太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

为了提高键合质量、优化键合材料,促进阳极键合技术在工业生产中的应用,本文以"硅/玻璃"的阳极键合为例,阐述了阳极键合作为新型连接工艺的键合机理及工艺过程,介绍了现阶段阳极键合在国内外工业生产中的应用实例及相关研究,尤其是在微... 详细信息

为了提高键合质量、优化键合材料,促进阳极键合技术在工业生产中的应用,本文以"硅/玻璃"的阳极键合为例,阐述了阳极键合作为新型连接工艺的键合机理及工艺过程,介绍了现阶段阳极键合在国内外工业生产中的应用实例及相关研究,尤其是在微电子封装领域所展现的杰出应用前景,同时结合阳极键合过程中对键合参数、材料处理等要求,给出了影响键合质量的各种因素,以及在键合过程中常出现的问题及其解决办法.本文立足于键合机理及键合工艺过程,结合不同材料特性,重点阐述了阳极键合这一新型连接工艺的国内外研究现状及影响键合的因素,为进一步提高键合质量、优化键合工艺、开发新的键合材料等提供理论依据.

关键词：阳极键合键合工艺键合应用研究现状影响因素

Al-glass-Al阳极键合界面及力学性能的分析

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焊接学报 2018年第9期39卷 71-75,132页

作者：陈大明胡利方薛永志陈少平王文先太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

利用两步法阳极键合技术成功实现了Al-glass-Al的连接,利用扫描电镜(SEM)观察Al-glass界面形貌,利用辉光放电发射光谱仪(GD-OES)分析界面元素(K,Na,O,Al)分布规律,利用原子力显微镜(AFM)分析键合前后玻璃的表面形貌,采用万能材料试验机... 详细信息

利用两步法阳极键合技术成功实现了Al-glass-Al的连接,利用扫描电镜(SEM)观察Al-glass界面形貌,利用辉光放电发射光谱仪(GD-OES)分析界面元素(K,Na,O,Al)分布规律,利用原子力显微镜(AFM)分析键合前后玻璃的表面形貌,采用万能材料试验机测试了不同工艺参数下试样的力学性能.结果表明,第二次键合界面电流值明显高于第一次键合界面电流值;Al-glass-Al界面结合良好,玻璃两侧界面无明显差异;Al3+有向Na+耗尽层中扩散的趋势,先形成的耗尽层中Na+浓度明显高于后形成的耗尽层;键合过程中,Na+在玻璃表面析出,玻璃表面Ra升高,玻璃表面质量下降是造成玻璃试样沿第二次键合面Al(2)-glass界面断裂的主要原因.

关键词：阳极键合铝–玻璃–铝辉光放电发射光谱分析微机电系统

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应用于聚合物复合弹性体柔性封装的阳极键合

复合材料学报 2021年第1期38卷 111-119页

作者：赵浩成梁芳楠刘茜秀周琨尤雪瑞梁春平张志超山西能源学院机电工程系晋中030600

采用预聚体法制备了三种应用于阳极键合柔性封装的聚合物复合弹性体(PEO-PUEs)阴极材料,并在室温下浇注固化。PEO-PUEs复合材料具有良好的耐热性和柔顺性,5%热分解温度T_(d,5%)高于250℃,玻璃化转变温度T_(g)低于-40℃,且力学性能良好。... 详细信息

采用预聚体法制备了三种应用于阳极键合柔性封装的聚合物复合弹性体(PEO-PUEs)阴极材料,并在室温下浇注固化。PEO-PUEs复合材料具有良好的耐热性和柔顺性,5%热分解温度T_(d,5%)高于250℃,玻璃化转变温度T_(g)低于-40℃,且力学性能良好。当1,4-丁二醇(BDO)含量为50wt%、三羟甲基丙烷(TMP)含量为50wt%、SiO_(2)含量为1wt%时,PEO-PUEs复合材料在阳极键合温度下(65℃)具有较高的离子导电率,PEOPUEs复合材料的离子导电率最高可达1.50×10^(-3)S·cm^(-1),符合阳极键合对阴极材料的要求。设计了专用于聚合物复合材料的热引导动态场阳极键合工艺,并成功应用于PEO-PUEs复合材料与Al箔的阳极键合连接,当BDO含量为50wt%、TMP含量为50wt%、SiO_(2)含量为1wt%时,PEO-PUEs复合材料和Al箔阳极键合的连接性能最好,键合界面拉伸强度达1.26 MPa。通过与传统阳极键合工艺对比,热引导动态场阳极键合具有稳定致密的中间键合层,峰值电流和键合时间明显增大,键合界面强度高。本研究从制备聚合物阴极材料和设计相应的阳极键合工艺两个方面,为阳极键合在柔性封装的实际应用提供一些理论基础和参考经验。

关键词：阳极键合聚氨酯弹性体离子导电性柔性封装聚合物电解质