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面向MEMS元件开发玻璃贯通电极技术

发布时间:2018-04-20 热度:

 阿尔卑斯电气日前开发出了使用贯通电极的封装技术。可用于MEMS元件的封装。利用2枚玻璃板夹持MEMS芯片,可通过贯通孔从下侧玻璃板下面引出电极。其特点是能够在晶圆水平上进行真空封装,可将封装厚度降至1mm以下。

  样品使用了直径与100mm硅晶圆相同、厚度为300μm的玻璃圆板。上侧玻璃板用来覆盖具有传感器作用的横梁等微小结构物。作为加速度传感器等MEMS元件来说,通常需要将结构物设计成可动状态,因此需要设计空腔,为此就要在MEMS芯片的上侧覆盖一层玻璃板。硅与玻璃板的接合则使用常见的阳极焊。如果在半导体前期工序中已经实现此工序,则无需利用上侧玻璃进行覆盖。


  下侧玻璃板一方面用于维持封装内的气密性,一方面用来对准备往印刷电路板等元件上封装的电极及MEMS元件进行布线。利用贯通电极技术形成用于连接电极的布线。在贯通孔中形成的导电材料使用大量掺杂杂质的硅。使用普通成膜技术将这种硅注入贯通孔中。贯通孔的直径为100~300μm。硅的电阻系数只有1mΩcm级,与金属相比差距非常大,但在处理微弱信号的用途方面不成问题。另外,与利用电镀法在玻璃贯通孔中填充金属的手法相比,可提高气密性。采用电镀方式时,阳极焊产生的热量会在玻璃和金属边界产生间隙,因此存在无法维持气密性等问题。


  要想投入实际应用,需要根据不同的用途推进玻璃板的大口径化和薄型化。样品中玻璃板的直径为100mm,厚度约为300μm。如要同时推进大型化和薄型化,将很难维持玻璃板的强度。进而有可能对量产时的成品率和可靠性产生不利影响。需要解决这一课题。另外,在有些用途方面则可能要求将贯通孔直径缩小到100~300μm。不过,如果缩小直径,贯通电极的电阻就会升高。今后,阿尔卑斯准备在此次技术的基础上,根据目标用途的要求逐步确立量产技术。

 


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