[发明专利]适于阳极键合用的材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其涉及一种适于阳极键合用的材料及其制备方法。 

背景技术

封装是复杂MEMS制造的重要环节之一。阳极键合又是封装技术中最主要的方法，它最大的特点就是可以在比较低的温度下，在不加中间材料的情况下利用直流电场直接实现材料的固态连接。这种方法具有工艺简单、键合强度高、密封性好等优点。 

目前采用阳极键合技术进行封装时，研究多集中在玻璃与硅、玻璃与金属的结构上。在键合过程中，玻璃作为阴极材料，金属或硅作为阳极材料，而作为阴极键合材料的玻璃目前只有美国康宁公司生产的Pyrex7740玻璃符合键合要求，因为它作为一种固体电解质材料，含有碱金属离子，基本上表现为离子电导。该玻璃体的结构比晶体疏松，碱金属离子能够穿过大于其原子大小的距离而迁移，同时克服一些位垒。 

但是，Pyrex7740玻璃只有在较高键合温度下才能实现理想键合，并由此引起较大的键合应力，对微机电系统的前端工艺和结构造成损坏；同时Pyrex7740玻璃电解质材料价格高。 

发明内容

本发明的实施例提供一种适于阳极键合用的材料及其制备方法，可以降低阳极键合封装时预热温度和减小封接残余应力，提高微电子器件封装的质量。 

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案： 

一种适于阳极键合用的材料的制备方法，包括： 

选取LiBF₄，LiPF₆，TiO₂，Al₂O₃中的一种与等质量的LiClO₄混合均匀后，采用固相反应方法烧结得到的它们的复合物；其中，所述复合物种两者的比例为1∶1； 

将所述复合物与聚环氧乙烷PEO粉体烘干后放入玛瑙球罐中进行球磨，其中，所述PEO粉体与所述复合物的质量比为2∶10-2∶20；所述 PEO的粉体纯度大于99.36％，粒度小于80μm，分子量大于500万，选用直径为3到6mm玛瑙球，球料比设计在50∶1-100∶1范围内，转速218r/min，湿法球磨5小时，干法球磨8小时，球磨在行星式高能球磨机上完成；最后在60℃真空下干燥48h后获得高分子固体电解质材料P(EO)n-LiX的粉体。 

可选的，所述方法还包括： 

采用压片机将球磨好的所述P(EO)n-LiX的粉体压制成厚度为2～3mm，直径为20mm的圆片状。 

一种适于阳极键合用的材料，为由上述的方法制备出来的高分子固体电解质材料。 

本发明实施例提供的适于阳极键合用的材料的制备方法，制作出高分子固体电解材料，由于PEO分子链柔性好，链段运动快，玻璃化转变温度(Tg)是非晶态聚合物的一个重要的物理性质，而锂盐和纳米无机填料种类的选择和含量控制，可以有效降低高分子固体电解质材料的玻璃化转变温度，这样不仅可以改变PEO与锂盐之间的络合结构，还能更有效的阻碍高分子固体电解质的结晶，使得无定形区的含量增加，键合温度下电导率更高；从而可以降低阳极键合前的预热温度，达到减小封接残余应力的目的。另外由于高分子固体电解质材料具有离子导电性、粘弹性、热膨胀系数小和可加工性等性能，在键合过程中可降低键合温度和减小封接残余应力，从而提高微电子器件封装的质量。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种适于阳极键合用的高分子固体电解质材料的制备方法的流程示意图； 

图2为本发明实施例提供的一种压片机的压片过程的结构图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

本发明实施例提供了一种适于阳极键合用的高分子固体电解质材 料的制备方法，所述方法包括以下步骤： 

S1、选取LiBF₄，LiPF₆，TiO₂，Al₂O₃中的一种与等质量的LiClO₄混合均匀后，采用固相反应方法烧结得到的它们的复合物。