Pyrex玻璃與鋁陽極鍵合界面結構及殘余應力模擬分析.pdf

1、本文采用陽極鍵合技術，對玻璃-鋁及多層晶片進行了鍵合試驗，重點分析了陽極鍵合過程的鍵合機理及其工藝特性；采用光學顯微鏡、SEM、萬能材料拉伸試驗機等儀器分析了鍵合后界面結合區(qū)的微觀組織結構及過渡區(qū)的形成機理。實驗結果表明在金屬與玻璃的鍵合界面處有明顯的過渡層產生，EDS分析結果表明在界面兩側元素有明顯的擴散跡象。在單層玻璃／鋁試驗的基礎上，實現(xiàn)了多層晶片鍵合技術-公共陽極法，該方法可以看作是兩個陽極鍵合的并聯(lián)。在鍵合過程中陽極兩側的陰極

2、材料中的離子同時發(fā)生移動并形成耗盡層和兩側的靜電場，進而界面兩側材料反應并結合在一起。公共陽極法是一種可靠的多層晶片的鍵合技術。對玻璃-鋁和玻璃-鋁-玻璃鍵合結構的有限元模擬對比分析結果表明，三層鍵合結構的變形量明顯小于單層結構。三層結構應力分布呈對稱狀態(tài)，相對單層鍵合殘余應力有所緩解。隨著鍵合溫度的增加，殘余應力增大，且應力與溫度近似服從線性規(guī)律。無論三層對稱結構還是單層鍵合，鋁／玻璃界面處收縮變形量都較大陽極鍵合技術(anodic

3、bonding)是一種連接金屬、半導體與陶瓷材料的重要方法，也是微電子封裝中的常用工藝方法，隨著微電子器件的發(fā)展，它在微電子制造領域的地位越來越重要。本文采用陽極鍵合技術，對玻璃-鋁及多層晶片進行了鍵合試驗，重點分析了陽極鍵合過程的鍵合機理及其工藝特性；采用光學顯微鏡、SEM、萬能材料拉伸試驗機等儀器分析了鍵合后界面結合區(qū)的微觀組織結構及過渡區(qū)的形成機理。實驗結果表明在金屬與玻璃的鍵合界面處有明顯的過渡層產生，EDS分析結果表明在界面兩

4、側元素有明顯的擴散跡象。在單層玻璃／鋁試驗的基礎上，實現(xiàn)了多層晶片鍵合技術-公共陽極法，該方法可以看作是兩個陽極鍵合的并聯(lián)。在鍵合過程中陽極兩側的陰極材料中的離子同時發(fā)生移動并形成耗盡層和兩側的靜電場，進而界面兩側材料反應并結合在一起。公共陽極法是一種可靠的多層晶片的鍵合技術。對玻璃-鋁和玻璃-鋁-玻璃鍵合結構的有限元模擬對比分析結果表明，三層鍵合結構的變形量明顯小于單層結構。三層結構應力分布呈對稱狀態(tài)，相對單層鍵合殘余應力有所緩解。隨