用于微機械加速度計上蓋封裝的電鍍錫工藝研究.pdf

1、MEMS器件由于尺寸小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)點得到世界范圍內(nèi)廣泛的研究，但因不同種類的MEMS器件在封裝需求以及工藝兼容性方面經(jīng)常各有其特殊性，這對 MEMS器件的封裝提出了更高規(guī)格的要求，這對 MEMS器件走向?qū)嶋H應(yīng)用造成了一定程度上的阻礙。本文對課題組在研的三明治式高精度、大量程MEMS加速度計的實際封裝進行了需求分析，為了確保MEMS加速度計在電容-位移信號檢測方面的可靠性和靈敏度，實現(xiàn)封裝腔體內(nèi)外電信號的連接，需要加工包含電容極板

2、陣列結(jié)構(gòu)的玻璃上蓋，對中間的彈簧振子結(jié)構(gòu)進行封裝，基于此提出了封裝環(huán)厚度為（33±5）μm、鍵合強度大于1MPa等指標(biāo)。
　　通過對MEMS加速度計封裝方式的調(diào)研分析，本文選擇基于電鍍金屬焊料錫凸點回流焊的封裝方式完成對彈簧-振子結(jié)構(gòu)的封裝。通過對電鍍工藝的研究，對電鍍錫的厚度均勻性進行了優(yōu)化，將錫的厚度均勻性控制在5％以內(nèi)；在此基礎(chǔ)上，搭建實驗平臺，采用三點壓片的方式改善了鍵合完成后焊料錫厚度的均勻性，實現(xiàn)了封裝工藝。其中，重點

3、對電鍍完成后導(dǎo)電犧牲層金屬難以安全刻蝕的問題進行了研究。干法刻蝕易于破壞已有功能層結(jié)構(gòu)，引入潛在的工藝兼容性問題；濕法刻蝕簡單易行，但是犧牲層金屬鉻的刻蝕液通常會優(yōu)先與需要保留的焊料錫發(fā)生反應(yīng)。針對此種困境，本文通過對電鍍焊料錫工藝流程的創(chuàng)新與優(yōu)化，引入鋁膜作為導(dǎo)電犧牲層，成功解決了電鍍錫工藝流程中導(dǎo)電犧牲層金屬的濕法刻蝕問題，實驗結(jié)果表明，該工藝與我們的MEMS器件兼容性較好，同時可廣泛應(yīng)用于特征尺寸在100μm以上的凸點焊錫工藝。<