Si-PI低温键合黏合剂的研制与性能测试

根据微机电系统(MEMS)在承压能力与化学稳定性方面的要求,在国外文献的基础上配制得到一种作为Si-聚酰亚胺(PI)低温键合黏合剂的芳香类热固性共聚酯(ATSP)。使用ATSP在不同条件下对Si-PI进行低温键合,确定了适合ATSP键合的温度和压力条件,并对键合面的拉伸强度和化学性能进行测试。测试结果表明,Si-PI键合面的拉伸强度能够达到1.3 MPa以上,完全可以满足MEMS器件在承压能力方面的要求。同时,键合后的ATSP在丙酮、酒精、制冷剂R134a和1-甲基-2-吡咯烷酮等多种试剂中均具有良好的化学稳定性。     

基于变刚度悬臂梁的MEMS静电驱动器的动态响应优化

传统的微机电系统(MEMS)静电驱动器存在驱动电压高和超调振荡的问题,可动极板稳定在平衡位置前会发生持续的振荡,难以满足可变电容、光开关等应用领域的综合要求。针对上述问题,采用变刚度悬臂梁的设计,利用刚度随行程增大的特性抑制了极板吸合及释放过程的振荡现象,在缩短调节时间的同时,有效降低了器件的驱动电压。仿真和实验结果表明,当器件悬臂梁的刚度随位移由5 N/m增大到35 N/m时,在相同电压下,动态响应的调节时间减少了55.5%,在相同行程下,动态响应的调节时间减少了21%,对应的驱动电压减少了23%。     

MEMS中的牺牲层技术

MEMS技术作为微电子技术应用的新突破,促进了现代信息技术的发展。牺牲层技术是MEMS应用中的关键,用以实现结构悬空和机械可动。本文介绍了MEMS技术发展中的几种牺牲层技术,并进行了简要评述。     

CVD金刚石薄膜RIE掩模技术研究

金铡石薄膜反应离子刻蚀（RIE）必须选用硬掩模，其于掩刻蚀选择比和掩模图形化加工特性考虑，镍和镍钛合金掩模是较好选择，其中，NiTi合金薄膜具有刻蚀选择比高，加工工艺简单，图形化效果好的优势，Ni掩模特别是电镀方法制作的Ni掩模以其精确的尺寸控制能力，理想的多层结构模式和适当的刻蚀选择比而特别适合于精细结构加工的使用，使用上述掩模对金刚石薄膜进行RIE，可以获得线条整齐规则，侧壁平滑陡直的优异加工效果。     

硅通孔内铜电沉积填充机理研究进展

上海交通大学多元兼容集成制造技术团队针对TSV互连的深孔填充电镀难题, 借助有限元软件和任意拉格朗日-欧拉算法, 完成了方程组的数值解算, 实现了TSV填充模式的数值仿真。利用有限元和任意拉格朗日-欧拉算法分析了盲孔的填充机制, 通孔的蝴蝶形式的电镀填充过程, 以及不同深宽比孔的同时填充模式,并利用仿真数据进行了样品的研制及参数优化。分析了电镀的电流密度和热处理温度对电镀填充TSV-Cu的力学属性的影响。通过原位压缩试验研究了电流密度对TSV-Cu的力学性能和显微组织的影响。利用单轴薄膜拉伸试验分析了热处理工艺对TSV-Cu材料属性的影响。结果表明, 随着热处理温度的升高, TSV-Cu的断裂强度和屈服强度明显下降, 杨氏模量呈波纹状变化但变化趋势缓慢。基于上述研究结果, 研究了热失配应力所导致的互连结构热变形机制, 通过自主搭建的原位测试系统,实时观测TSV-Cu随温度变化而产生的变形大小,以研究影响TSV-Cu互连热应力应变的规律。 结果表明, TSV-Cu 的热变形过程分为弹性变形阶段、类塑性强化阶段以及塑性变形阶段。     

LIGA/准LIGA技术微电铸工艺研究进展

微电铸是相对于常规电铸工艺而确立的新概念,它是适用于微小结构成型而建立的批量加工技术,既可以看作是在微细加工模具基础上的传统电铸技术的延伸,也可以认为是掩膜电镀在高深宽比方向发展的结果,微电铸工艺是LIGA/准LIGA技术的核心内容,在MEMS技术领域有广泛应用.介绍了电铸和微电铸的原理和特点,系统分析了微电铸过程的电化学本质,综述了微电铸技术研究的最新进展,给出了一些为大家所共识的微电铸镍基本工艺规范.     

适用于微加工工艺的纳米多孔铜制备方法

主要研究了一种适用于微加工工艺的纳米多孔铜(NPC)制备方法。采用酸性柠檬酸铜锌电镀体系制备出Cu68Zn32前驱合金,通过改变前驱合金在盐酸中去合金的时间可以对NPC的微观形貌及孔径分布进行有效控制。研究结果表明,在0.05 mol/L的盐酸中腐蚀6 h后制备的NPC孔径为80~120 nm,而系带尺寸为20~40 nm,利用BET法测得其比表面积为8.12 m2/g。另外,应用微加工工艺制备出边长为50μm方形微阵列,验证了该NPC制备工艺与微加工工艺有较好的兼容性,为NPC的图形化与集成制造提供一种有效的工艺方案。     

基于UV-LIGA技术的新型RF MEMS开关

介绍了一种基于UV-LIGA加工技术的双稳态电磁型RF MEMS开关,该结构由于使用了永磁体单元而使得开关在维持“开”或“关”态时不需要功耗,利用牺牲层UV-LIGA技术实现了开关的微制作。非接触式Wyko NT1100光学轮廓仪的测试表明,制备的开关实现了双稳态驱动功能,驱动脉冲电流50 mA,驱动行程17μm,响应时间20μs;开关完成一次驱动姿态转换所需要的功耗不到3μJ。AGILENT 8722ES型S参数网络分析仪的测试表明,开关在12 GHz时的插入损耗为-0.25 dB,隔离度为-30 dB。