發(fā)布時間：2024-04-19 21:06

　　陽極鍵合,亦稱為靜電鍵合或場助鍵合,最初開發(fā)于20世紀60年代末,現已成為微機電系統(MEMS)封裝制造過程中玻璃與金屬連接的重要技術之一。玻璃與金屬的連接廣泛應用于電子、航空、航天等領域,但是由于兩者在物理化學性能上的巨大差異,可靠的連接并不容易實現。隨著MEMS器件集成度和復雜度的提高以及應用領域的拓展,實現多層晶片間的鍵合及拓展連接金屬的種類是當下亟待解決的問題。本文首先利用兩步法實現了Si-glass-Al的陽極鍵合,著重研究了鍵合過程中的電流變化規(guī)律。在此基礎上,提出了一種應用于玻璃-金屬板連接的新型技術—陽極鍵合釬焊復合法,通過先進行玻璃與鋁箔的陽極鍵合,再與銅進行釬焊的方法,實現了玻璃與銅的可靠連接,建立了glass-Cu界面演變模型,重點研究了釬焊時間及Sn-Zn釬料中的Zn含量對結合界面的微觀結構和力學性能的影響。研究結果表明,對于Si-glass-Al三層晶片的陽極鍵合,兩次陽極鍵合的電流變化規(guī)律一致,且第二次鍵合的電流峰值總是大于第一次,結合提出的電流-時間模型,表明鍵合材料之間因不完全接觸而產生的電阻會對電流峰值產生顯著影響。在Si/glass及glass/Al...

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 陽極鍵合封裝技術研究進展
        1.2.1 鍵合機理
        1.2.2 鍵合材料
        1.2.3 陽極鍵合技術改進
        1.2.4 陽極鍵合的應用
    1.3 玻璃-金屬連接研究現狀
        1.3.1 熱壓鍵合
        1.3.2 活性釬焊連接
        1.3.3 玻璃表面金屬化后釬焊
        1.3.4 電場輔助釬焊
    1.4 本文研究的目的和主要內容
第二章 試驗方法與設備
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗主要設備
        2.2.1 真空微納焊機裝置
        2.2.2 坩堝電阻爐
        2.2.3 智能加熱平臺
    2.3 試驗步驟
        2.3.1 Si-glass-Al三層晶片鍵合流程
        2.3.2 Glass-Cu釬焊連接流程
    2.4 分析測試方法
        2.4.1 界面微觀結構分析
        2.4.2 界面元素分布
        2.4.3 界面鍵合率測定
        2.4.4 力學性能測試
第三章 Si-glass-Al陽極鍵合電流特性及力學性能研究
    3.1 引言
    3.2 Si-glass-Al三層晶片結構的制備
    3.3 Si-glass-Al陽極鍵合電流特性
        3.3.1 三層晶片陽極鍵合電流模型的建立
        3.3.2 試驗條件下陽極鍵合電流特性
    3.4 Si-glass-Al鍵合界面微觀結構及其力學性能
        3.4.1 界面微觀結構
        3.4.2 結合界面的力學性能
    3.5 本章小結
第四章 Glass與Cu的低溫釬焊連接機理及界面行為研究
    4.1 引言
    4.2 Glass-Al-solder-Cu接頭的制備過程
    4.3 Glass-Al的陽極鍵合界面及力學性能
        4.3.1 鍵合電流特性
        4.3.2 鍵合界面微觀結構
        4.3.3 界面元素分布
        4.3.4 界面鍵合率
        4.3.5 結合界面力學性能
    4.4 Glass-Al-solder-Cu界面微觀結構
    4.5 Glass-Cu界面演化機制分析
    4.6 Glass-Cu接頭力學性能
    4.7 本章小結
第五章 Zn含量對Glass與Cu低溫釬焊性能的影響
    5.1 引言
    5.2 Sn-xZn釬料在金屬化玻璃及銅表面的潤濕性
    5.3 Glass/Sn-xZn/Cu界面微觀結構
    5.4 Zn含量對Glass-Cu接頭力學性能的影響
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3958378