MEMS器件通常包含一些可动部分,这些可动部件很脆弱,极易受到划片和装配过程中的灰尘、气流、水汽、机械等因素的影响,从而造成器件毁坏或整体性能的下降,因而需要进行气密封装。本论文的目的是在保证封装气密性的前提下实现圆片级的封装。 实验选用Ferro公司的11—036低温玻璃浆料作为封接材料对MEMS器件进行气密封装。以硅片或玻璃片为基板,通过玻璃浆料的分配与烧结,将基板与芯片圆片进行键合,形成密封腔。随后通过对封装结构进行剪切强度测试,以及X—ray和扫描电镜对键合区域形貌的分析,得出了最佳工艺曲线(包括键合温度、时间、气氛、压力等)。结果表明,采用预烧结温度400℃,烧结温度450℃的工艺条件,键合区域颗粒均匀,键合强度较大。预烧结在空气中进行,有利于有机溶剂的挥发与燃尽。烧结过程是玻璃浆料的再结晶过程,气氛对键合强度影响不大。压力对键合质量的影响较小,施加较小的压力即能得到较大的剪切强度。压力的大小直接影响到封装的外观质量。在最优化的条件下,键合结构达到相关标准(如MIL—STD—833E)的要求。 对完成的封装结构进行气密性检测。在圆片级封装键合完成后将圆片划成单个封装单元依次进行氦气精检和氟油粗检。实验表明,在选取的样品中,85%检测漏率符合相关标准(如MIL—STD—833E)。 真空封装是气密封装的应用之一。选用带有自检功能的测壁压阻敏感加速度传感器,由于空气阻尼变化的影响,该器件在真空中谐振时的品质因数Q值相对于大气中有着数量级的变化。实验通过对Q值的测量来判定真空封装的质量,并可估算出腔体的真空度。