器件級(jí)MEMS真空熔焊封裝的研究.pdf

1、隨著MEMS 技術(shù)的發(fā)展，封裝在整個(gè)MEMS 器件中的成本占據(jù)越來(lái)越大的比例。而MEMS 真空封裝一直是MEMS封裝中的難點(diǎn)。我國(guó)目前仍然沒(méi)有掌握MEMS真空封裝的核心技術(shù)，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)MEMS 器件的真空封裝。基于上述原因，國(guó)家863 計(jì)劃批準(zhǔn)了我中心申請(qǐng)的項(xiàng)目“低成本、高性能真空熔焊封裝關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究”，希望突破MEMS 真空封裝關(guān)鍵技術(shù)。
　　 要進(jìn)行真空封裝，首先需要測(cè)量MEMS 器件小體積內(nèi)的真空度。本文提出了利

2、用現(xiàn)有的石英晶振的諧振電阻隨環(huán)境真空度變化而變化的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)MEMS 器件的真空度測(cè)量。并對(duì)各種影響真空度測(cè)量的因數(shù)進(jìn)行了研究。研究了粗檢漏和細(xì)檢漏兩種檢測(cè)MEMS 器件泄漏率的方法，并對(duì)真空封裝的器件進(jìn)行泄漏率的檢測(cè)。
　　 對(duì)比了國(guó)內(nèi)外真空封裝采用的方法，針對(duì)我國(guó)的實(shí)際情況，采用了熔焊封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)器件級(jí)的MEMS 真空封裝。在自主研制的真空熔焊封裝設(shè)備的基礎(chǔ)上，本文首先對(duì)現(xiàn)有的金屬封裝殼體進(jìn)行工藝研究。在對(duì)其進(jìn)行理論分析和真空

3、封裝后的器件的長(zhǎng)時(shí)間真空度跟蹤實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的金屬外殼封裝后無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的真空度保持。
　　 為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間可靠的真空度保持，本文設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的MEMS 真空封裝外殼，并進(jìn)行了大量的真空封裝實(shí)驗(yàn)。研究了外殼金屬鍍層對(duì)真空封裝的影響，提出了合適的金屬鍍層厚度和材料。并進(jìn)行了大批量的真空封裝實(shí)驗(yàn)，成品率在90%以上。對(duì)其真空封裝后的殼體進(jìn)行了強(qiáng)度試驗(yàn)。提出了真空封裝的標(biāo)準(zhǔn)工藝。在理論上計(jì)算了兩種真空封裝外殼泄漏率以及真空度的保