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什么是阳极键合?
发布时间:2024-01-09    来源:wisman    浏览量:566

     阳极键合是晶片键合的一种方法,广泛用于微电子工业中,利用热量和静电场的结合将两个表面密封在一起。这种键合技术最常用于将玻璃层密封到硅晶圆上。也称为场辅助键合或静电密封,它类似于直接键合,与大多数其他键合技术不同,它通常不需要中间层,但不同之处在于,它依赖于当离子运动时表面之间的静电吸引对组件施加高电压。

       可以使用阳极键合将金属键合到玻璃上,并使用玻璃的薄中间层将硅键合到硅上。但是,它特别适用于硅玻璃粘接。玻璃需要具有高含量的碱金属(例如钠),以提供可移动的正离子。通常使用一种特定类型的玻璃,其中包含约3.5%的氧化钠(Na 2 O)。

       在键合过程中,将两个组件的表面弄平并彻底清洁以确保它们之间的紧密接触。然后它们被夹在两个电极之间,加热至752-932℃(华氏400-500摄氏度),和几百到千伏的电势被施加,使得负电极,这就是所谓的阴极,是在接触在玻璃中,正极(阳极)与硅接触。玻璃中带正电的钠离子变得可移动并向阴极移动,在与硅片的边界附近留下少量的正电荷,然后通过静电吸引将其保持在适当的位置。带负电的氧气来自玻璃的离子向阳极迁移,并在到达边界时与硅反应,形成二氧化硅(SiO 2)。产生的化学键将两个组件密封在一起。

       该技术用于封装敏感的电子组件,以保护它们免受损坏,污染,湿气和氧化或其他不良化学反应。阳极键合尤其与微机电系统(MEMS)行业相关联,在该行业中,阳极键合用于保护诸如微传感器的设备。阳极键合的主要优点是,它可以产生牢固而持久的键合,而无需粘合剂或过高的温度,而这是将组件融合在一起所需要的。阳极键合的主要缺点是可以键合的材料范围有限,并且材料组合还存在其他限制,因为它们需要具有类似的热膨胀率系数-也就是说,它们在加热时需要以相似的速率膨胀,否则差异膨胀可能会导致应变和翘曲。

        国际上通用的阳极键合高压电源有如下几种:ME.png

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