论文部分内容阅读
由于MEMS器件通常含有可动部件,需要制造密闭空腔环境来对其进行封装,以保证可动部件获得足够的活动空间,并提供机械保护和环境维持。目前,成熟的MEMS器件直接使用体加工工艺,将硅、玻璃或者聚合物等材料制成带有微腔结构的外壳,再将外壳和己释放活动部件的MEMS圆片在真空环境中或特定气氛中进行键合,完成封装过程。
玻璃微腔一般由Pyrex7740玻璃材料制备而成。Pyrex7740玻璃有着和硅相似的热膨胀系数和良好的光学特性,因此得到广泛应用。但是它却是一种很难进行表面加工而满足于圆片级封装要求的材料,整个圆片上的腔,其尺寸、形状和一致性不易精确控制。针对这一问题,本文给出一种玻璃微腔的新型制备方法,为MEMS器件圆片级封装提供了一种崭新的思路。
1.对MEMS封装进行了综述,介绍了MEMS封装的特点、功能、工艺流程、MEMS中常用的键合工艺。以及MEMS封装方面的新发展,包括MEMS圆片级封装技术。
2.对硅-玻璃封装中的常用材料Pyrex7740玻璃的特性进行了分析,介绍了硅和Pyrex7740玻璃之间的阳极键合以及各向异性湿法刻蚀工艺。设计了一种新型的玻璃微腔,通过湿法刻蚀、阳极键合和热成型处理等工艺步骤成功制备得到这种微腔。
3.通过观测腔壁的厚度分布,测量腔的深度以及整个玻璃微腔的形貌,对玻璃微腔形成的影响因素进行了分析。结果表明:热成型温度、腔内外压差对腔成型影响很大。
本文设计并加工的新型热膨胀玻璃微腔,不仅可以形成良好形貌,而且可以形成200μm以上的深槽,具有广泛的应用前景。