[发明专利]一种微机电系统封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，特别涉及一种微机电系统封装方法。

背景技术

20世纪后半叶，随着大规模集成电路技术和微制造技术的发展，制造毫微米尺寸的微型机电一体化系统成为可能，许多微型机械将机构及其驱动器、传感器、控制器、电源集于很小的晶片上，从而形成了完备的微机电系统(MicroE1ectro Mechanical System，MEMS)。目前，MEMS已成为世界瞩目的重大科学技术研究领域之一，其研究成果广泛应用在航空航天、汽车、信息通讯、生物技术、医疗、分析诊断等领域，涌现出许多基于制造MEMS技术的各种微器件系统，如压力传感器、流量传感器、应变传感器、惯性运动传感器、微致动器、RF开关和生物芯片等。

封装技术是复杂MEMS制造的重要环节之一，直接影响MEMS的使用寿命和应用范围。目前封装技术主要有静电键合、熔融键合和胶接等。相对于静电键合，熔融键合和胶接技术存在效率低、污染晶片和寿命短等缺点，从而限制了他们的应用范围。而静电键合具有连接温度低、速度快、工艺简单、键合强度高、密封性好等优点，可以在不使用任何粘结剂的情况下对金属、硅片、陶瓷(玻璃)、形状记忆合金等功能材料进行键合。其连接实质是固体界面的电化学反应过程，在一定温度和电场作用下，通过固体电解质玻璃中碱金属离子的离解和迁移，在连接界面产生高电场和强静电吸引力，从而形成紧密接触及电化学反应连接。高分子固体电解质(Soli d Polymer Electro1ytes，SPE)，是近几年迅速发展起来的一种新型固体电解质材料。高分子固体电解质(Soli d Polymer Electrolytes，SPE)，是近几年迅速发展起来的一种新型固体电解质材料。将SPE和金属类材料的静电键合封装技术用于微电子器件、能源器件和新光源器件等方面的研究具有重要科学意义和应用价值，该项研究已经引起较多发达国家学者的关注。

现有技术中，用离子导电SPE组装的MEMS器件均涉及到高分子材料与金属的连接方法常为聚合法、真空蒸镀法、液态浇注法及粘接法等。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

用离子导电SPE组装的MEMS器件均涉及到高分子材料与金属的连接方法导致：高分子固体电解质界面结合疏松、表面质量粗糙、电导率偏低，影响器件使用功能；缩短器件寿命，增加器件重量，降低器件机械效率。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种微机电系统封装。所述技术方案如下：

一种微机电系统封装方法，其特征在于，所述方法包括：

将P(EO)n—LiX与金属材料进行静电键合。

可选地，所述P(EO)n—LiX的n=4—60，X=SCN，N(CF₃SO₂)₂，ClO₄，CF₃SO₃。

可选地，所述方法还包括：

采用高压脉冲电源设备对所述P(EO)n—LiX与金属材料进行静电键合。

可选地，所述高压脉冲电源设备可输出直流与脉冲方波两种状态。

可选地，所述静电键合采用正交试验法和回归分析法，结合第一性原理模拟优化设计结果，确定工艺参数，所述工艺参数包括温度、电场强度、电流、压力、反应时间、添加剂百分比。

可选地，所述静电键合过程中应用有限元软件，分析温度场和应力应变场的分布规律。

可选地，所述静电键合过程中通过建立离子导电聚合物与金属静电键合模型，设计封装结构。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过组分的设计和添加剂的调整，制备出适合与金属材料键合的离子导电高分子固体电解质材料P(EO)n—LiX。

附图说明

图1是本发明实施例提供的引线键合强度与清洁气体压力的关系示意图；

图2是本发明实施例提供的平行封焊工艺过程中芯片上节点的温度与焊接时间的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

将P(EO)n—LiX与金属材料进行静电键合的过程，详述如下：