摘要：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。

摘要：回顾了微纳机电系统(Micro/Nano electro-mechanical system,MEMS/NEMS)器件工业中所用键合技术的发展和应用,总结了作为其中关键键合技术之一的阳极键合在微纳系统中的重要作用及其主要特点,分析了阳极键合的机理以及所涉及的力学问题,如键合力(静电力、表面力等)作用下的表面粘着;电场作用下接触界面处粒子的扩散、反应;键合界面层中的残余应力等。阳极键合界面层的力学行为及特性直接关系到MEMS器件中微机械结构的安全与可靠性。对这些问题的研究,有助于更好地理解阳极键合,为MEMS/NEMS器件的设计、制造加工以及实际应用提供许多有益参考。

摘要：提出了一种新型的基于阳极键合的硅微圆盘多环谐振陀螺的结构设计及其制作方法。该种陀螺采用MEMS工艺制作而成,基底材料为肖特BF33玻璃,电极和谐振器均由单晶硅片加工而成,肖特BF33玻璃与单晶硅片通过阳极键合工艺键合在一起。介绍了该种陀螺的基本结构、工作原理,并进行了仿真分析,得出该种陀螺具有较小的频率分裂,表现出陀螺效应。最后,通过MEMS工艺进行了实际加工,得到了该种陀螺的实验样品。

摘要：设计了一种适合于高gn值压阻式微加速度计圆片级封装的结构,解决了芯片制造工艺过程中电极通道建立、焊盘保护、精确划片等关键技术。采用玻璃—硅—玻璃三层阳极键合的方式进行圆片级封装,较好地解决了芯片密封性、小型化和批量化等生产难题。在4 in生产线上制作的高gn值压阻式微加速度计样品,尺寸仅为1 mm×1 mm×0.8 mm;对传感器进行的校准与抗冲击性能测试,结果表明:样品具备105gn的抗冲击能力、0.15μV/gn/V的灵敏度以及200 kHz的谐振频率。

摘要：设计了一种基于阳极键合的环形谐振器的制作方法,用以简化环形静电陀螺谐振器的制作工艺。采用(100)及(111)顶层硅的SOI,分别通过阳极键合工艺制作了硅基环形陀螺谐振器。分析了不同晶向下频率裂解的产生及对陀螺谐振的影响,同时通过仿真分析了晶向对双波腹与三波腹振型的影响程度。利用网络分析仪在真空腔内对器件进行扫频测试实验,得到了两种器件的幅频响应特性,讨论了双波腹与三波腹工作模态与晶向的关系。双波腹相对于三波腹更易受加工条件的影响,而相对的振动幅值更大。同时设计静电调谐的方法,解决了(111)晶向硅基双波腹存在的频率裂解较大的问题。

摘要：阐述了一种利用阳极键合技术加工的光纤法布里-珀罗MEMS压力传感器的工作原理,建立了考虑阳极键合产生的热应力作用下边界固支的圆膜受外加压力的薄膜形变量公式。利用有限元分析软件ANSYS对与玻璃环键合后实际结构中的膜片在压力作用下的挠度变化进行模拟,采用麦夸特(Levenberg-Marquardt)算法对模拟结果进行拟合修正,曲线拟合度达99.99%,得到了键合后实际结构中硅膜在外加压力作用下的形变量拟合公式。修正公式的曲线与实际ANSYS模拟所得数据拟合曲线的误差小于0.01%。该研究对膜片型光纤压力传感器的结构参数设计和广泛应用具有重要的理论指导意义。

摘要：为了获得高品质的带有Si3N4薄膜三层(玻璃—硅—玻璃)的阳极键合结构,对阳极键合的相关工艺参数进行了研究;设计搭建了实验平台并采用点阴极,以实时观察键合界面是否达到同形质的黑色从而判断阳极键合质量,对键合后的样品进行拉力测试,研究表明:当采用键合温度为400℃,电压为1200 V,压力为450 Pa,可获得键合面积大于90%的带有Si3N4薄膜的三层阳极键合结构。

摘要：微机电系统封装过程中产生的应力会影响其封装效果与使用寿命,针对微晶玻璃与不锈钢阳极键合温度引起的残余应力问题,采用MARC有限元软件对微晶玻璃与不锈钢键合冷却过程模拟。分析了微晶玻璃与不锈钢在不同厚度比值与面积比值键合结构下的残余应力分布规律。结果表明:微晶玻璃与不锈钢厚度比值越小,最大残余应力越小;随着不锈钢与微晶玻璃面积比值的增大,残余应力逐渐趋于平稳。研究结果为改善微晶玻璃与不锈钢阳极键合质量提供了理论参考与设计依据。

摘要：采用共阳极接法对不同层数的玻璃与铝实现阳极键合,通过XRD分析结果显示,键合界面过渡层主要是3Al2O3·2SiO2,并运用MARC有限元软件对不同层数的键合结构进行模拟,通过对键合后产生的残余应力进行比较分析,结果表明:由于多层结构的对称性,最大残余应力发生在中心处的过渡层,研究结果为MEMS器件在多层封装结构设计中提供理论依据。

摘要：聚氧化乙烯-高氯酸锂(PEO-LiClO_(4))与Al的阳极键合工艺中,因键合温度较高,容易引起两者热膨胀系数不匹配、产生残余应力问题。针对这些问题,利用自主搭建的超声辅助阳极键合系统进行工艺实验,通过设计阳极键合与超声辅助键合的对比实验,进而分析键合电流和键合强度的变化趋势,从而验证超声辅助阳极键合工艺的可行性。研究结果表明:在键合电压700 V时,增加60μm超声振幅的键合峰值电流可达8.2 mA,相较于未加超声辅助时的峰值电流4.8 mA有明显提升。加超声辅助的过渡层较未加超声辅助的过渡层更厚,界面处发生电化学反应,过渡层出现新的官能团。增加超声辅助后的键合强度由4.0 MPa增强至5.9 MPa,键合强度明显提高。