[發明專利]一種微機電系統封裝方法

有效

• 申請號: 201310533362.2
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103708412A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉翠榮;陰旭;南粵;杜超
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及集成電路封裝技術領域，特別涉及一種微機電系統封裝方法。

背景技術

20世紀后半葉，隨著大規模集成電路技術和微制造技術的發展，制造毫微米尺寸的微型機電一體化系統成為可能，許多微型機械將機構及其驅動器、傳感器、控制器、電源集于很小的晶片上，從而形成了完備的微機電系統(MicroE1ectro?Mechanical?System，MEMS)。目前，MEMS已成為世界矚目的重大科學技術研究領域之一，其研究成果廣泛應用在航空航天、汽車、信息通訊、生物技術、醫療、分析診斷等領域，涌現出許多基于制造MEMS技術的各種微器件系統，如壓力傳感器、流量傳感器、應變傳感器、慣性運動傳感器、微致動器、RF開關和生物芯片等。

封裝技術是復雜MEMS制造的重要環節之一，直接影響MEMS的使用壽命和應用范圍。目前封裝技術主要有靜電鍵合、熔融鍵合和膠接等。相對于靜電鍵合，熔融鍵合和膠接技術存在效率低、污染晶片和壽命短等缺點，從而限制了他們的應用范圍。而靜電鍵合具有連接溫度低、速度快、工藝簡單、鍵合強度高、密封性好等優點，可以在不使用任何粘結劑的情況下對金屬、硅片、陶瓷(玻璃)、形狀記憶合金等功能材料進行鍵合。其連接實質是固體界面的電化學反應過程，在一定溫度和電場作用下，通過固體電解質玻璃中堿金屬離子的離解和遷移，在連接界面產生高電場和強靜電吸引力，從而形成緊密接觸及電化學反應連接。高分子固體電解質(Soli?d?Polymer?Electro1ytes，SPE)，是近幾年迅速發展起來的一種新型固體電解質材料。高分子固體電解質(Soli?d?Polymer?Electrolytes，SPE)，是近幾年迅速發展起來的一種新型固體電解質材料。將SPE和金屬類材料的靜電鍵合封裝技術用于微電子器件、能源器件和新光源器件等方面的研究具有重要科學意義和應用價值，該項研究已經引起較多發達國家學者的關注。

現有技術中，用離子導電SPE組裝的MEMS器件均涉及到高分子材料與金屬的連接方法常為聚合法、真空蒸鍍法、液態澆注法及粘接法等。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

用離子導電SPE組裝的MEMS器件均涉及到高分子材料與金屬的連接方法導致：高分子固體電解質界面結合疏松、表面質量粗糙、電導率偏低，影響器件使用功能；縮短器件壽命，增加器件重量，降低器件機械效率。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種微機電系統封裝。所述技術方案如下：

一種微機電系統封裝方法，其特征在于，所述方法包括：

將P(EO)n—LiX與金屬材料進行靜電鍵合。

可選地，所述P(EO)n—LiX的n=4—60，X=SCN，N(CF₃SO₂)₂，ClO₄，CF₃SO₃。

可選地，所述方法還包括：

采用高壓脈沖電源設備對所述P(EO)n—LiX與金屬材料進行靜電鍵合。

可選地，所述高壓脈沖電源設備可輸出直流與脈沖方波兩種狀態。

可選地，所述靜電鍵合采用正交試驗法和回歸分析法，結合第一性原理模擬優化設計結果，確定工藝參數，所述工藝參數包括溫度、電場強度、電流、壓力、反應時間、添加劑百分比。

可選地，所述靜電鍵合過程中應用有限元軟件，分析溫度場和應力應變場的分布規律。

可選地，所述靜電鍵合過程中通過建立離子導電聚合物與金屬靜電鍵合模型，設計封裝結構。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過組分的設計和添加劑的調整，制備出適合與金屬材料鍵合的離子導電高分子固體電解質材料P(EO)n—LiX。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的引線鍵合強度與清潔氣體壓力的關系示意圖；

圖2是本發明實施例提供的平行封焊工藝過程中芯片上節點的溫度與焊接時間的關系示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

將P(EO)n—LiX與金屬材料進行靜電鍵合的過程，詳述如下：