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玻璃基板MEMS封装技术-高可靠性密封腔体结构.docx

资料介绍

玻璃基板MEMS封装技术:高可靠性密封腔体结构

引言

MEMS器件的性能高度依赖于其封装环境。无论是惯性传感器需要的真空参考腔,还是压力传感器需要隔绝的敏感结构,密封腔体的长期可靠性直接决定了传感器的精度与寿命。传统封装方案长期依赖陶瓷外壳或金属管壳实现气密密封,但随着MEMS器件向微型化、集成化和晶圆级制造方向发展,这些方案在成本和尺寸上已难以为继。玻璃基板封装技术的出现,为这一困境提供了全新的解决思路。2026年,玻璃基板正在从MEMS封装中的"盖板材料"升级为"核心基板"

玻璃基板封装技术原理

晶圆级密封腔体的构建

玻璃基MEMS封装的核心在于"晶圆级密封腔体"的构建,其工艺路径包括以下关键环节:

1. 在玻璃圆片上加工出凹坑作为封装腔体

2. 在凹坑内沉积吸气剂薄膜以维持长期真空度

3. 通过金属化工艺在玻璃上制作键合层

4. 在真空条件下将玻璃盖板圆片与MEMS器件圆片进行气密键合

键合工艺

键合工艺的选择直接决定了密封腔体的质量:

· 阳极键合:玻璃与硅在300-450°C加热并施加数百伏直流电压时,玻璃中的钠离子迁移耗尽区产生强静电场,将两片晶圆在原子层面紧密键合,形成气密性达10⁻⁸10⁻¹⁰ atm·cc/s级别的密封界面

· 低温玻璃浆料键合:在400-450°C下完成封装,封接漏率满足MIL-STD-883E军标要求


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