微機(jī)電系統(tǒng)晶圓級(jí)玻璃焊料密封的工藝研究及熱應(yīng)力分析.pdf

1、采用玻璃焊料作為密封材料印刷在晶圓上，通過(guò)低溫鍵合對(duì)多個(gè)芯片同時(shí)密封，得到的產(chǎn)品不但氣密性好、成本低而且鍵合強(qiáng)度高、可靠性好。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和有限元分析兩種方法相結(jié)合，對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)晶圓級(jí)玻璃焊料的密封工藝及熱應(yīng)力進(jìn)行研究，制定出較好的封裝工藝，為批量工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。
　　 通過(guò)有限元法對(duì)鍵合熱應(yīng)力進(jìn)行分析，得到熱應(yīng)力最大值位于玻璃焊料與硅片接觸面的外拐角處，其次是玻璃焊料內(nèi)外邊緣處；采用較小熱膨脹系數(shù)和彈性模量的密封材料可以降

2、低熱應(yīng)力；玻璃焊料線寬對(duì)熱應(yīng)力影響不大，厚度和鍵合溫度越大熱應(yīng)力越大。經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)印刷、預(yù)燒結(jié)和鍵合過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究并結(jié)合有限元分析，確定較合適的封裝工藝參數(shù)為：印刷用的絲網(wǎng)線寬為0.3mm，采用壓力為40N的橡膠刮刀印刷，脫模速度為2mm/s；預(yù)燒結(jié)峰值溫度為440℃且保溫10min;鍵合溫度440℃，鍵合壓力30KPa，鍵合后降溫速率10℃/min，焊料厚度為0.005mm～0.01mm。對(duì)鍵合后封裝單元進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試發(fā)現(xiàn)失效主要位于玻