基于PDMS的微流控芯片封装技术研究

提出一种优化的PDMS(聚二甲基硅氧烷)-PDMS键合技术,对PDMS基片与PDMS盖片使用不同的预聚物和固化剂配比进行键合.设置了按不同比例键合、氧气等离子体表面处理键合及涂覆液态PDMS键合这三种方法的对比实验,并将其应用于微流控芯片的封装测试.测试结果表明,不同比例键合后的芯片键合强度适宜,可重复利用,高效节能.键合参数:基片和盖片所用预聚体、固化剂质量比分别为10:1和15:1;盖片的固化温度75℃,固化时间40 min.     

埋氧层对SOI/玻璃键合的影响及其键合工艺的改进

运用阳极键合技术,对绝缘体上硅(SOI)/玻璃进行阳极键合实验,发现当埋氧层厚度超过500nm时,键合很难成功.分析了SOI埋氧层厚度对耗尽层电压降及键合静电力的影响,得出由于埋氧层的分压作用,耗尽层的压降减小,键合静电力减弱,导致键合失败.通过设计高压直流和高压脉冲两种输出方式的电源系统,提高氧负离子的迁移速率从而提高键合速度.从平板式阳极引一根探针电极到SOI器件层表面,使键合电压直接加在耗尽层上,避免埋氧层厚度对键合的影响,提高键合静电力.实验表明,通过改进的键合设备能实现不同氧化层厚度的SOI片与玻璃间的键合,该设备还适用于其他异质材料间的阳极键合.     

Si/Si低温键合界面的XPS研究

利用金属过渡层的方法实现了Si/Si低温键合.拉力测试表明,温度越高,键合强度越大.采用X射线光电子能谱对Si/Si键合界面进行了研究,结果表明,退火样品的界面主要为Au-Si共晶合金;Si-Au含量比随着退火温度的升高和刻蚀深度的增加而增大.     

基于干湿法活化相结合的硅-硅低温键合

针对传统的硅片低温键合方法,提出了一种将湿法活化与等离子体干法活化相结合的硅片直接键合方法.通过工艺参数实验得到了在等离子体活化时间为90s、预键合施加负载为1 500N时可以实现较好的键合.之后进行了此法与干法活化和湿法活化的对比实验,结果表明此法在获得较高键合强度的同时可以明显减少采用干法时在退火后空洞的产生,满足后续工艺的使用要求.最后用干湿结合的方法实现了带腔体硅片的键合,弥补了湿法活化在硅片键合上的运用限制.     

埋氧层及铝层对SOI／玻璃静电键合的影响

介绍了SOI／Pyrex玻璃静电键合的实验过程和实验现象,利用电流表对静电键合电流进行测量。发现埋氧层厚度越厚,键合电流越小,键合波扩散速度越小。提高键合电压,能有效增大键合电流及加快键合速度。实验也表明玻璃表面溅射铝层对键合产生较大影响。理论分析了产生这些现象的原因,得出埋氧层厚度和键合电压与静电力的关系式。还提出从阳极引一探针电极到SOI器件层,提高玻璃耗尽层与器件层之间电压,实现厚埋氧层SOI片与玻璃键合的方法。     

蛋白质分离玻璃微流控芯片的制作方法

对湿法刻蚀和键合两个芯片制作关键步骤进行了研究和优化. 首先比较了两种刻蚀配方的效果,并对刻蚀时间和刻蚀过程中的振荡方向等条件进行了考察,对键合预处理方法做了进一步改进. 通过对常温键合和高温键合方法比较,证明高温键合才能保证芯片的使用寿命. 最后将所制得的芯片成功地应用于非变性蛋白质的二维芯片电泳分离. 实验结果表明,通过对芯片制作方法的改进,不仅获得了良好的蛋白分离效果,而且芯片制作方法更为简便、成本低、制作成功率提高.      

浅析用图像识别的方法检测集成电路的键合点

于大规模的集成电路其制造工艺中,键合点以及键合区的检验为保障可靠性的一个非常重要的环节,由于各个键合点的好坏,能够直接影响至整体的集成电路的可靠性,因此,在实际的生产工艺中,必须对键合点以及键合区的尺寸、形状以及位置等实施检测,以此保障整个芯片电其连接更可靠.     

耐高温压阻力敏硅芯片及静电键合工艺

采用微型机械电子系统(MEMS)技术制作出了平膜型硅隔离(SOI)耐高温压阻力敏硅芯片,采用静电键合工艺将该力敏硅芯片封装在硼硅玻璃环上,制作出倒杯式弹性敏感单元.分析了静电键合时力敏硅芯片与玻璃环的对准偏差对力敏硅芯片非线性的影响;实验验证了静电键合工艺对硅芯片温度性能的影响以及制作的耐高温压力传感器的性能.结果表明,对准偏差对硅芯片的非线性有较大影响;静电键合工艺对硅芯片的零位时漂和热零点漂移影响较小;制作的耐高温压力传感器具有优良的性能指标,能满足实际的工程应用需求.     

用于微电子机械系统封装的体硅键合技术和薄膜密封技术

对静电键合、体硅直接键合和界面层辅助键合等三种体硅键合技术，整片操作、局部操作和选择保护等三种密封技术，以及这些技术用于微电子机械系统的密封作了评述，强调在器件研究开始时应考虑封装问题，具体技术则应在保证器件功能和尽量减少芯片复杂性两者之间权衡决定。     

热超声倒装键合机视觉系统的设计与实现

针对热超声倒装键合过程中对准工作的特点,确定合理的视觉自动对准方案,在对多种颜色和形状的LED光源进行实验对比的基础上,设计环形LED光源与单个LED发光二极管组合的照明方式,使芯片、基板表面亮度一致且表面几何特征清晰。视觉软件以HexSight为核心,利用创建参考点实现不同目标的识别,并对2个CCD摄像机的控制方案进行优化。通过分析多次识别结果对单项误差进行评估,并以实验用1 mm×1 mm的表面有8个凸点的芯片为例计算视觉识别系统的综合误差,结果表明此视觉识别系统满足芯片键合时对定位精度的要求。     

采用Sn中介层的覆Al薄膜硅片键合技术研究

研究采用Sn作为中间层键合覆盖Al薄膜的硅片。相对于Al-Al直接热压键合,该系统能提供低温、低压、快速的圆片级键合方案。采用直径为100 mm硅片,溅射一层500 nm厚度的Al层后,在N2气氛下进行450°C,30分钟退火,采用Ar等离子体清洗后,溅射一层500 nm厚度的Sn层。将硅片金属面紧贴在一起放入键合机中键合,在真空中进行。键合时间为3分钟条件下,得到平均剪切强度为9.9 MPa,随着键合时间增加,剪切强度显著降低。     

利用压电换能器电信号检测引线键合质量

以引线键合系统超声波发生器电信号作为检测键合质量的信息载体,研究了超声电信号的特征提取方法以及在键合质量检测方面的应用.针对超声电信号的瞬态特性,提出一种基于包络分段的特征提取方法,该方法以瞬态键合过程的发生、发展和完成为分段依据,将超声电信号包络分成信号上升、稳定和衰减3个阶段,并提取每个阶段能够反映键合质量的波形特征来表征键合过程.为了消除特征中的冗余信息并实现特征降维,采用主分量分析技术进行特征选择,通过实验数据的分析,有效地识别出了正常键合、无引线键合和根部脱落键合的状态,为引线键合质量的检测提供了一条新途径.     

功率LED芯片键合材料对器件热特性影响的分析与仿真

针对倒装型功率发光二极管器件,描述了功率LED器件的热阻特性,对不同芯片键合材料的功率LED热阻进行了分析,并运用AN SY S软件对3类典型芯片键合材料封装的功率LED热特性进行了仿真。仿真结果表明:采用功率芯片键合材料提高了功率LED的散热特性、降低器件PN结温,而采用普通热沉粘接胶作为芯片键合材料的功率LED的PN结温则较高,因此普通热沉粘接胶不适合用作功率LED的芯片键合材料。     

电镀镍金板无法键合金线的失效分析

印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)广泛用于各类电子产品,以实现元器件间的电气导通和信号传输.引线键合起着封装内部芯片和外部管脚以及芯片间的电气连接作用,且工艺简单成本较低,广为采用.现介绍了1批电镀镍金PCB板表面无法键合金线的失效概况,然后通过三维体式显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等宏微观测试方法和表征手段,对失效样品进行了系统分析,发现金线键合不上是由镀金层太薄且硬脆引起,对预防相应失效提出了解决的建议.     

基于键合线模拟的SiGe BiCMOS 915 MHz功率放大器的设计

针对射频识别技术的应用,该文设计了一款全集成的射频功率放大器.该功率放大器的中心工作频率为915MHz,采用0.18μm Si Ge Bi CMOS工艺的两级单端结构.由于键合线的寄生效应会造成功率放大器的输出功率和效率的减小,本文利用HFSS(High Frequency Simulator Structure)软件建立和分析了键合线的模型,并利用ADS(Advanced Design System)软件拟合仿真数据得到了键合线的等效电路.在功率放大器的仿真中,利用键合线的等效电路来模拟键合线的寄生效应,在此基础上优化电路,最终芯片的面积为(1.6×1.2)mm~2.后仿结果表明,在3.3 V的电源电压下,在860 MHz~960 MHz的工作频段类,输入回波损耗小于-12 d B,输出回波损耗小于-15 d B.功率放大器的1 d B压缩点的输出功率为23 d Bm,功率附加效率(Power-Added Efficiency,PAE)大于20%,功率增益为17.8 d B.     

键合参数和芯片/基板厚度对非导电膜互连封装玻璃覆晶模块芯片翘曲的影响

采用热/结构耦合场对非导电膜互连封装玻璃覆晶（COG）模块芯片（IC）的翘曲进行数值模拟,并分析不同热压键合参数和芯片/基板厚度对液晶显示屏（LCD）翘曲的影响.结果表明：在热压键合过程中,键合头温度对COG模块IC翘曲的影响最为显著,键合压力次之,玻璃基板温度最小; IC厚度对IC翘曲的影响不明显,而增加COG模块中玻璃基板的厚度,可有效降低IC翘曲程度.其原因在于较厚的玻璃基板的耐变形能力较高,从而抑制了翘曲.     

对联苯二酚桥联环糊精键合硅胶固定相的合成与色谱性能测试

合成对联苯二酚桥联环糊精键合硅胶固定相;利用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、莫氏(Molisch)颜色实验进行了表征;以邻苯二甲酸二甲酯、甲苯和菲为测试溶质,评价该键合固定相的色谱性能,并考察了该固定相对一些位置异构体的色谱分离效果;讨论了可能的分离机理.     

聚二甲基硅氧烷中真空氧等离子体表面改性与键合

键合是微流控芯片制作的关键技术之一．目前广泛应用的PDMS微流控芯片一般通过高真空（压力低于10Pa）氧等离子体活化及键合进行制备．需要昂贵的分子泵等设备．通过工艺改进，使用装配普通油泵的等离子体去胶机，在中真空（27Pa）成功进行聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面改性及键合．处理后的PDMS表面亲水性得到极大改善．贴合后可永久性密封．制作微流控芯片．使用扫描电镜．红外光谱及接触角测量仪进行了表征．与献报道的高真空氧等离子体处理方法相比．效果基本一致．却大幅度降低了对设备系统的要求．并缩短了操作时间．     

基于Matlab/Simulink的键合图仿真

提出基于Matlab的Simulink仿真工具箱的键合图仿真方法，此法可以省去状态方程的推导，还可以利用Matlab的强大仿真及二次开发功能。介绍了将键合图模型转化为方块图的步骤和方法，以及如何选择和自定义Simulink模块，实现与方块图的一一对应。最后结合实例做了说明，验证了该方法的可行性。     

铝与玻璃的多层键合

铝与功能玻璃的阳极键合技术以其显著的特点：焊接温度低（低于材料的软化温度）,工件变形小,工艺过程简单,使得由于热膨胀而带来的材料热物理性能不匹配问题得以缓解,是自动化工业、生物医药应用、太阳能电池板及航天航空工业领域的特殊器件生产的关键技术之一。本文简要介绍了铝与玻璃多层阳极键合的工艺,分析了阳极键合的机理：离子扩散和阳极氧化是实现键合的主要原因。