塑料芯片的红外激光加热键合研究

阐述了利用红外激光与物质相互作用的热效应实现微系统器件的局部加热键合原理 ,研究了红外激光键合塑料芯片的实施条件和键合工艺过程 ,建立了半导体激光键合实验装置 ,并实现了有机玻璃芯片的激光键合。以非硅塑料材料为主的加工工艺在微流芯片及生物芯片的研究日益受到重视 ,形成了一类新的生化微系统器件。塑料高分子材料不仅具有与生物分子化学兼容的优点 ,而且塑料种类繁多 ,价格低廉 ,且易于通过模压、注射成型和其他复制技术实现大规模低成本的生产 ,克服了以硅或玻璃材料为主的加工工艺生产生物微系统的高成本低产量的局限性。随着…     

应用于微系统封装的激光局部加热键合技术

阐述了利用激光与物质相互作用的热效应实现微系统器件的局部加热键合原理,提出了激光键合塑料芯片和激光辅助加热阳极键合的思想,建立了半导体激光键合实验装置,并实现了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之间的键合.     

应用于微系统封装的激光局部加热键合技术

阐述了利用激光与物质相互作用的热效应实现微系统器件的局部加热键合原理 ,提出了激光键合塑料芯片和激光辅助加热阳极键合的思想 ,建立了半导体激光键合实验装置 ,并实现了聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)之间的键合     

微系统感应局部加热封装与键合设计

整体加热封装(即封装过程中整个衬底、芯片、键合层都处于加热状态),不仅工艺时间长,而且高温会对衬底上温度敏感的微结构和电路产生热损坏,或者因为热膨胀系数不匹配导致键合区热应力增大,影响器件可靠性。首先对电磁感应加热实现微系统局部加热封装进行了论述,重点对感应局部加热键合原理、电源选择、感应器和键合层设计,以及键合过程中的温度测试等方面进行了设计分析。对于感应局部加热键合而言,键合区必须设计成封闭环形,其宽度应大于临界尺寸,并且存在一个最佳频率范围。根据键合层材料和结构不同,感应局部加热可用于焊料键合、共晶键合、扩散键合,以实现微系统器件的封装和结构制作。     

基于共晶的MEMS芯片键合技术及其应用

叙述了MEMS封装中共晶键合的基本原理和方法,分析了Au-Si、Au-Sn、In-Sn等共晶键合技术的具体工艺和发展,并对其应用作了介绍.     

表面活化处理在激光局部键合中的应用

为了研究低热应力键合工艺,提出了一种将表面活化直接键合与激光局部键合相结合的键合技术。首先采用RCA溶液对键合片进行表面亲水活化处理,并在室温下成功地完成了预键合。然后在不使用任何夹具施加外力辅助的情况下,利用波长1064nm、光斑直径500μm、功率70W的Nd:YAG连续式激光器,实现了激光局部键合,并取得了6.3MPa~6.8MPa的键合强度。结果表明,这种以表面活化预键合代替加压的激光局部键合技术克服了传统激光键合存在的激光对焦困难,以及压力不匀易损害键合片和玻璃盖板等缺点,同时缩短了表面活化直接键合的退火时间,提高了键合效率。     

微流控芯片热压键合设备的结构设计

以塑料微流控芯片的热压加工技术为基础,以实现自动化和批量化为目标,对芯片热压键合设备的机械结构进行设计研究,在保证芯片受压均匀的情况下,对设备机身的结构、加压方式等进行了分析,确定设备机身采用闭式双立柱结构,上部加压方式,通过力矩电机、螺旋升降机带动压头完成压力输出,并对压头的运动进行导向。实验表明,在热压芯片时,该设备能够将优化的工艺参数复现,制作的芯片质量稳定,一致性好。     

表面组装与芯片键合混合工艺浅探

我们在高新技术产品试制过程中，对表面组装与芯片键合的混合工艺作了一些探索，本文重点就有关工艺流程安排，以及在裸芯片组装中的所遇到的一些具体问题，简单地作一讨论。     

激光制备PMMA基PCR微流控芯片的热压键合研究

MEMS技术的发展,使得PCR微流控芯片的制备成为了现实。本文采用波长248nm的准分子激光作为一种新型的微加工方法,在19KV电压和18mm/min的激光优化加工参数下,在40mm×63mm的PMMA基片上制备出了20个循环的PCR微流控芯片。芯片上微通道的宽为104μm,深为56μm,长为1040mm,芯片加工耗时57分钟。随后采用自己搭建的热压装置,定量讨论了热压键合的温度、压力和时间对芯片键合质量的影响,得出了PMMA基微流控芯片热压键合的最佳参数:95℃,160N,20min。并在该条件下成功地将PMMA基的20个循环的PCR微流控芯片和相同尺寸的盖片键合在一起,键合后的芯片具有良好的密封性,能够承受的最大压强为0.85Mpa,能满足进行PCR反应的要求。     

Si/Glass激光键合的仿真及实验研究

对Si/Glass激光键合进行了有限元仿真,自主设计激光键合系统并进行了Si/Glass激光键合实验研究、测试与表征。以Si/Glass激光键合的二维传热解析模型为理论基础,应用有限元软件ANSYS仿真了激光功率20～48W时激光键合的三维温度场、键合熔融深度,并预测键合阈值功率为28 W。自主设计激光键合系统及实验方案,采用光斑直径150μm、功率30W的Nd:YAG连续激光实现了Si/Glass的良好激光键合。测试结果表明,激光键合强度最高为阳极键合的5.2倍,激光键合腔体气密性测试泄漏率平均值约9.29×10-9 Pa.m3/s,与阳极键合处于同一数量级。采用能谱分析(EDS)线扫描Si/Glass激光键合的界面材料成分,发现键合界面形成过渡层,激光功率30W时过渡层厚度9μm,与仿真结果吻合。     

蓝光GaN基Micro-LED芯片制备及激光剥离工艺研究

基于半导体制造工艺,制备了尺寸为50μm×80μm的蓝光氮化镓(GaN)基MicroLED芯片。芯片的正向导通电压在2.55V左右;测试了10颗LED芯片在1mA注入电流下的电压值,得到的最大值和最小值分别为3.24和3.12V,波动幅度在4%以内。在1mA的测试电流下,测试芯片的EL光谱峰值波长和半高宽分别为453和14.4nm,芯片的外量子效率可达12.38%,芯片发光均匀且亮度很大。测试结果表明,所制备的Micro-LED芯片具有优异的光电性能。此外,通过激光剥离技术,实现了Micro-LED芯片的转移。研究了激光剥离工艺对MicroLED芯片光电性能的影响,发现在优化的工艺条件下,激光剥离对芯片的光电性能几乎无影响。这些结果有助于小间距微尺寸LED芯片阵列及显示技术的研究。     

应用晶片键合技术制作激光器

针对于普通外延生长GaAs衬底激光器材料中存在的位错严重、热胀系数不匹配等问题,总结了国外键合工艺,将其应用于发光波长为850nm的AlGaAs脊波导量子阱激光器的制造,并提出了键合过程中各项关键步骤应注意的问题和解决方法.     

聚丙烯塑料激光透射焊接工艺

利用正交实验方法,研究了聚丙烯(PP)塑料的激光透射焊接工艺参数对焊接质量的影响。对焊接样品进行拉伸测试和切片实验,分析了各焊接因素对拉伸强度和焊缝宽度的影响。结果表明,各焊接因素对焊接强度的影响大小顺序为:焊接速度→激光器的频率→焊接后冷却时间→夹具的夹紧力→光斑直径→激光器功率,并发现激光能量密度过高会导致样品表面焦化形成黑色焊缝,焊缝不均匀则产生伪断裂现象。并用极差法确定了聚丙烯的最佳焊接工艺参数。     

激光在MEMS键合技术中的应用

键合技术已经广泛地应用于微电子机械系统(MEMS)领域,但传统的键合技术由于其缺点,限制了其应用范围,而激光以其独特的优势在键合技术中得到了人们的重视.文章介绍了激光在键合技术中的应用及其原理,以及今后发展的方向.     

远红外加热技术的提高与发展

50～650℃加热与干燥设备,国外以热风炉国内以远红外炉为主。从传热学原理,本文提出了一新型加热炉——低温辐射炉。各项性能指标均优越于热风炉。同时指出远红外炉存在的问题及其改进方法。     

红外加热在柴油机排气微粒过滤器再生中的应用

柴油机排气微粒过滤器再生困难是阻碍微粒过滤器实用的关键所在,本文应用红外加热技术对微粒过滤器进行加热燃烧再生.结果表明红外加热再生方法具有结果简单和再生可靠的优点,并通过实验分析再生过程中的最高温度和温度梯度对陶瓷过滤器的影响,结果显示调节径向辐射量可有效降低最高温度和温度梯度.     

多波段激光防护塑料的研究

研究了多波段激光防护塑料的组成、物性及制备技术，对其进行的防激光测试结果表明该激光防护塑料能见度高，对紫外、可见、红外波段的激光有较好的防护性能     

半导体激光器芯片3dB带宽的测量

提出一种测量半导体激光器芯片频率响应的方法并建立了一套测试系统,通过校准完全剔除了夹具的影响.该方法简单、精确、实用性强.在理论上,该测试系统的测量范围只由测量仪器所决定.在实验中,测量了带宽为7 5GHz和10GHz的芯片,并与其他方法的测量结果进行了比较,表明该方法测量精度达到实用的要求,同时具有简单、易于操作的优点.