Bindning innebär att fästa två föremål tillsammans med en tätning (ofta permanent)

Mikroteknik involverar olika typer av bindningsprocesser

Används i IC-förpackningar och kretskortsmontering. Kommer inte att behandlas i denna föreläsning.

- Oblatbindning

- Trådbindning

- Flip chip limning

Wafer limning

1: som ett sätt att göra avancerade startskivor SOI)

2: som ett sätt att skapa komplexa 3D-strukturer och kaviteter som skapar enhetsfunktionalitet (kammare, kanaler, munstycken...)

3: som en förpackningsmetod för att skapa slutna3miljöer (vakuumpaket för resonatorspeglar och IR-enheter)

Bindningskrav:

- släta ytor (på nm-skala)

- platta rån (i cm-skala)

(intim kontakt)

- inga partiklar (hålrum större än partiklar)

- matchande CTE (på annat sätt betonar)

- lämplig ytkemi (hydrofil)

Waferbindningsprocedur:

- avlägsnande av partiklar

- ytkemimodifiering

- (tillval) vakuumpumpning

- (valfritt) waferjustering

- sammanfogning i rumstemperatur

- applicering av kraft/värme/spänning (valfritt) waferförtunning

Bindningsöverväganden:

Obligationsfastigheter

- Vilka är de kemiska bindningar som kommer att binda?

- Finns naturligt eller bildas av behandling?

- Bindningsstyrka ?

- Permanent vs tillfälligt?

Limning: material

- Kemisk kompatibilitet

- Temperaturtolerans

Bindningsbildningstemperatur

Enhetens drifttemperatur

- CTE (koefficient för termisk expansion) oöverensstämmelse mellan material

- Ytkvalitet (råhet; vågighet)

- Ytpartiklar

Bindning: produktivitetsöverväganden

- Tillgänglighet av utrustning (produktionsverktyg har automatiserad, kassett till kassettdrift)

- Processkompatibilitet (IC-kompatibilitet: temperatur och kontaminering)

- Processutbyte

- Genomströmning

- Kostnad

- Mognad

Vidhäftande bindning

- ytrengöring

- spinnbeläggning av polymer

- initial härdning (lösningsmedelsbakning)

- evakuera vakuum (valfritt)

- gå med i oblaten

- slutligt härdningstryck och/eller värme

Fördelar med limbindning:

- temperaturer runt 100°C (>Tg)

- tolerant mot (viss) partikelkontamination

- Strukturerade wafers kan limmas

- låg kostnad, enkel process

Anodisk bindning

- Anodbindning (AB) = Fältassisterad termisk bindning

- Glas och metall bundna

- Olika glastyper

Corning 7740 Pyrex glas vanligast för anodbindning

CTE nära den för Si

- Glödgning av glaset före eller efter limning kan minska spänningar på grund av CTE-fel

Fusion/direkt/termisk bindning:

- Identiska material bundna

- Inga CTE-problem

- Obligationer naturligt tillgängliga

- Applicera värme/tryck för att förbättra bindningen

- Si-Si

- Glas-glas

- Polymer-polymer

Polymer termisk bindning (1):

Höj temperaturen över Tg

> uppmjukning

>intim kontakt (håll tillräckligt länge)>kyla ner under Tg

>Bindningsgränssnitt kan inte skiljas från bulkmaterial (eftersom samma bindningar!)

Polymerbindning (2):

Mjukgörande genom lösningsmedelsbehandling

>Intim kontakt (håll tillräckligt länge)

>Bindning av olika polymerer också!

>I teorin en rumstemperaturprocess

>I praktiken svårt att kontrollera tjockleken på det uppmjukade lagret

C-SOl uppdrag

Du är en tillverkare av SOl wafer.

Du skulle vilja erbjuda C-SOl wafers till dina kunder.

Detta medför många tekniska problem eftersom varje design är unik:

- SOl enhet lagertjocklek BOX-tjocklek

- kavitetsdjup

- chipstorlek

- film eller ingen film vid hålrumsbotten - vilka processer kommer att göras efteråt?

-......

C-SOI kommersiell/kontrakt

Du måste samarbeta med köparen mer intimt:

- dela design

- dela bearbetning

- skepp wafers runt

- komma överens om besiktningar/kvalitet

Utveckla en affärsmodell för C-SOI!

Produktion:

En PowerPoint-presentation som du kommer att presentera för potentiella MEMS-tillverkare som försöker förmå dem att använda C-SOl.

Publiken inkluderar ingenjörer och chefer.