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MEMS真空封装关键技术研究

作　者: 杨俊波
导　师: 罗欣；汪学方
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: MEMS 真空封装真空封帽阳极键合金-硅键合
分类号: TH703
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 760次
引　用: 6次
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内容摘要

目前,MEMS 芯片的设计与制造技术已经相当成熟,但是,由于MEMS 封装技术的研究明显滞后,使许多MEMS 芯片没有得到实际应用,限制了MEMS 的发展。在MEMS 封装技术中,MEMS 真空封装是一个需要重点研究的课题,因为大多数的MEMS 器件都需要真空封装,这些器件内部都具有可动部件或者真空腔体,只有采用真空封装,才能获得较好的性能。而现在国内外的真空封装技术还很不成熟,存在成本高、可靠性不好等问题。因此,本文在真空封装的理论、设备及工艺等方面作了一些探讨,具体内容及创新点如下: 首先,应用真空物理相关理论,分析了封装腔体的真空度与气体吸附和脱附、气体通过小孔的流动之间的关系;探讨了器件级与圆片级真空封装的基本工艺原理。然后,自主研制了一种MEMS 真空封装工艺设备,该设备具有抽取真空、加热及温度控制、冷却、对准及力加载等功能,可以满足若干真空封装关键工艺的需求。其次,从理论上分析了真空度对MEMS 器件品质因数的影响,以及对微陀螺仪进行真空封装的必要性;在自制的真空封装设备上进行了真空封帽的试验研究,摸索出了在自制的真空封装机上进行真空封帽的最优的工艺参数;在该工艺参数下,成功的完成了微陀螺仪的真空封帽。最后,进行了阳极键合、金-硅键合试验,研究了试验中影响键合强度的关键因素,提出了较为可行的键合工艺。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题概述  8-9
  1.2 文献综述  9-14
  1.3 本文主要的研究工作  14-15
2 MEMS 真空封装的基本理论及工艺  15-31
  2.1 MEMS 真空封装基本理论  15-23
  2.2 MEMS 真空封装基本工艺  23-29
  2.3 小结  29-31
3 真空封装设备的研制  31-39
  3.1 研制概况  31-32
  3.2 真空封装设备的设计方案  32-38
  3.3 小结  38-39
4 MEMS 器件级真空封装试验研究  39-49
  4.1 微陀螺仪工作原理、芯片结构及封装要求  39-40
  4.2 微陀螺仪品质因数Q 与真空度的关系  40-43
  4.3 微陀螺仪的真空封装试验研究  43-47
  4.4 微陀螺仪器件的真空封帽  47-48
  4.5 小结  48-49
5 MEMS 圆片级真空封装试验研究  49-57
  5.1 阳极键合试验  49-54
  5.2 金-硅键合试验  54-56
  5.3 小结  56-57
6 总结与展望  57-59
  6.1 全文总结  57-58
  6.2 展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录 1 攻读学位期间发表的论文目录  63

MEMS真空封装关键技术研究

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