晶圆级MEMS玻璃通孔封装技术研究
引用
杨锋；韩刚；杨建；张明；宁建；杨锋；司聪。基于玻璃通孔的晶圆级MEMS封装技术研究。Micromachines 2019, 10, 15。
关键词
- 晶圆级封装
- 玻璃通孔 (TGV)
- 激光钻孔
- 阳极键合
- MEMS器件
- 可靠性
- 经济高效
简介
本文介绍了一种利用激光钻孔形成的玻璃通孔 (TGV) 制造微机电系统 (MEMS) 器件的方法，为晶圆级封装提供了一种可靠且经济高效的方案。该方法包括将带有激光钻孔的玻璃晶圆阳极键合到包含MEMS结构的硅晶圆上，然后利用电子束蒸发在通孔侧面沉积金属以实现电互连。
摘要
本文介绍了一种利用激光钻孔技术制作玻璃通孔 (TGV) 来制造 MEMS（微机电系统）的方法。消息人士指出，晶圆级封装对于 MEMS 器件的寿命和可靠性至关重要，而电互连和键合是此类封装的两个主要方面。文章强调，虽然硅通孔 (TSV) 技术是一种常见的互连方法，但 TGV 技术的优势在于玻璃具有优异的机械性能、耐热性和耐化学性，以及较低的介电常数。
本文概述了使用皮秒激光在 Pyrex 7740 玻璃上钻孔制作 TGV 的工艺。研究人员尝试了各种激光参数，以优化钻孔效率和钻孔质量。消息人士详细说明了不同的激光路径直径、扫描时间、步进深度和步进时间对钻孔效果的影响。他们还指出，使用同心圆激光路径可以在不同厚度的玻璃上钻出不同尺寸的通孔。
在TGV钻孔后，研究人员采用阳极键合技术将玻璃与硅结构键合。他们证实了该方法的有效性，观察到了适合MEMS封装的干净键合区域。消息人士进一步解释了他们如何通过在通孔侧面沉积一层薄金属膜来实现电互连，从而确保硅结构与外界的接触。
研究人员利用这种基于TGV的制造工艺成功封装了一个环形MEMS陀螺仪和一个梳状微加速度计。使用吸气剂的陀螺仪在两年多的时间里保持了1Pa以下的稳定真空度。文章总结道，这种MEMS制造方法经济高效、性能可靠，并且适用于原型设计和量产。
来源：https://pdfs.semanticscholar.org/50c1/46ed3774b60621d651fec8eac023367685f9.pdf