压力传感器的芯片封装技术
敏芯MSP40微硅压力传感器
8
MEMSensing Microsystems Co., Ltd
关于温度补偿
图七显示了 MSP40 系列产品中比较典型 的压力特性曲线（在不同温度下）：
度的拉伸应力。处于膜边缘的压敏电阻， 由于压敏效应（即应力引起电阻变化），将 拉伸应力转换为电阻的改变。基于压敏器 件的原理，压敏电阻效应本身就是随温度 变化而不同的。虽然通过惠斯通电桥式的 对称结构，芯片可以自身抵消大部分的受 温度引起的误差，但是其它的某些误差， 例如在平面结构定义的时候电阻本身相对 于膜片位置的不对称性，都会引起大幅度 的压敏电阻不对称性，导致了最终电桥输 出随着温度变化而引起的误差，或者是传 递曲线中的非线性特征。
© 2010‐2011 苏州敏芯微电子有限公司 — 版本. 1.2.CHS 版权所有
10
此页空白
© 2010‐2011 苏州敏芯微电子有限公司 — 版本. 1.2.CHS 版权所有
11
管脚号 符号
1
‐VOUT,1
2
+VS
3
+VOUT
4
5
GND
6
‐VOUT,2
定义 输出电压负端子 1 输入电压正端子 输出电压正端子 空 输入电压负端子 输出电压负端子 2
其对应内部电路图如图一所示：
© 2010‐2011 苏州敏芯微电子有限公司 — 版本. 1.2.CHS 版权所有
2
图一 未补偿压力传感器电路 （双负电压输出端子类型）
单位：毫米
图五 GDR 型封装机械尺寸与外观图
© 2010‐2011 苏州敏芯微电子有限公司 — 版本. 1.2.CHS 版权所有
5
MEMSensing Microsystems Co., Ltd
压力传感器工艺
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
目录
MEMS压力传感器简介
传感器结构和工作原理
一种电容式压力传感器制造工艺
总结
/CONTENTS
添加标题
特点：体积小、重量轻、精度高、温度特性好。
添加标题
作用是将压力这个物理量转化为电量来测量。
添加标题
MEMS压力传感器就是利用MEMS技术加工制造的压力传感器。
与压阻式压力传感器相比, 电容式压力传感器具有高灵敏度、低噪声和较大的动态范围等显著的优点。
接触式电容压力传感器由硅膜片、衬底、衬底电极和绝缘层构成。
左图是没有受到压力作用的情况, 上下电极间是一个电容结构; 右图是受压力作用后硅膜片变形的情况。这时, 可以发现电极间距d 发生了相应的变化。
MEMS的制造技术主要包括两类技术：集成电路技术和微机械加工技术。这两类加工技术的基本材料都是用硅。 集成电路技术：包括光刻、扩散、氧化等。 微机械加工技术：体微机械加工技术、表面微机械加工技术、LIGA技术(利用X光深层曝光、电铸、机械加工)等。
分类： 目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器。 两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。
硅压阻式压力传感器 硅电容式压力传感器
传感器的制造工艺与半导体集成电路平面工艺兼容, 这就满足了传感器向智能化方向发展的要求。产生了微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路等集成一体的MEMS器件。
一种基于MEMS的电容压力传感器主要制作工艺过程如下： 图a：清洗 图b：湿氧氧化 图c：涂胶，光刻 图d：刻蚀
图e：干氧氧化 图f：硼（B）扩散 图g：键合 图h：腐蚀
图i：干法刻蚀 图j：湿法腐蚀 图k：溅射
sensor制作工艺
sensor制作工艺
传感器的制作工艺涉及多个方面，包括材料选择、加工工艺、封装技术等。
首先，传感器的制作通常从材料的选择开始。
不同类型的传感器需要不同的材料，例如压力传感器可能会使用硅材料，光学传感器可能会使用光电材料。
材料的选择将直接影响传感器的灵敏度、稳定性和成本。
其次，制作传感器涉及到微加工工艺。
微加工工艺是制作传感器的关键环节，其中包括光刻、薄膜沉积、离子注入等工艺步骤。
这些工艺步骤需要高精度的设备和严格的工艺控制，以确保传感器的性能和稳定性。
另外，封装技术也是传感器制作中至关重要的一环。
封装技术可以保护传感器免受外部环境的影响，同时也可以提高传感器的灵敏度和响应速度。
常见的封装技术包括芯片封装、模块封装等，不同的封装技术适用于不同类型的传感器。
除了以上提到的关键环节，传感器的制作还涉及到测试和校准等环节。
在传感器制作完成后，需要进行严格的测试和校准，以确保传感器的性能符合设计要求。
总的来说，传感器的制作工艺是一个复杂的过程，涉及材料选择、微加工工艺、封装技术、测试和校准等多个环节。
只有严格控制每个环节，才能制作出性能稳定、可靠的传感器产品。
mems压力传感器原理及应用
mems压力传感器原理及应用一、MEMS压力传感器的基本原理MEMS压力传感器是一种微机电系统（MEMS）技术应用的传感器，它通过测量介质的压力来实现对物理量的检测。
其基本原理是利用微机电系统技术制造出微小结构，通过这些结构对介质产生的压力进行敏感检测，并将检测到的信号转换为可读取的电信号。
二、MEMS压力传感器的结构1. 敏感元件：敏感元件是MEMS压力传感器最核心的部分，它通常由微型弹性薄膜或微型悬臂梁等制成。
当介质施加在敏感元件上时，它会发生形变，从而改变其阻抗、电容、电阻等物理参数。
2. 支撑结构：支撑结构是用于支撑敏感元件和保持其稳定工作状态的部分。
通常采用硅基板或玻璃基板制成。
3. 封装壳体：封装壳体主要用于保护敏感元件和支撑结构不受外界环境影响，并提供良好的密封性和机械强度。
三、MEMS压力传感器的工作原理1. 压电式压力传感器：压电式压力传感器是利用压电效应来测量介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时，会使得其发生形变，并产生相应的电荷，从而实现对介质压力的检测。
2. 电阻式压力传感器：电阻式压力传感器是利用敏感元件阻值随着形变程度的变化来检测介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时，会使得其发生形变，从而改变其阻值大小。
3. 电容式压力传感器：电容式压力传感器是利用敏感元件与基板之间的微小空气间隙产生的电容值随着形变程度的变化来检测介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时，会使得其发生形变，从而改变其与基板之间空气间隙大小。
四、MEMS压力传感器的应用1. 工业领域：MEMS压力传感器广泛应用于工业自动化、流量计量、液位控制等领域中。
2. 汽车领域：MEMS压力传感器在汽车领域的应用主要包括轮胎压力检测、制动系统控制、发动机燃油喷射等方面。
3. 医疗领域：MEMS压力传感器在医疗领域的应用主要包括血压计、呼吸机等方面。
4. 生物医学领域：MEMS压力传感器在生物医学领域的应用主要包括心脏起搏器、人工耳蜗等方面。
MEMS封装用胶点2012-12..
MEMS 封装
序、MEMS 介绍
一、MEMS 硅麦克风
二、MEMS 压力传感器 三、MEMS 加速度计 四、MEMS 陀螺仪 五、MEMS RF
All right reserved © Shanghai Imart 360
All right reserved © Shanghai Imart 360
三、MEMS 加速度计
1、加速度计的精度与价格 2、基本原理 3、加速度计的性能指标 4、工作原理：
压阻式 压电式 电容式 谐振式 隧穿式 热对流式 5、MEMS 加速度计用胶点
All right reserved © Shanghai Imart 360
All right reserved © Shanghai Imart 360
一、MEMS 硅麦克风
用胶点： 1、Die attach固晶：DC-7920、厚度大于2mil（高粘结强度、低应力，抗跌 落）； 2、ASIC Die Coating：DC-7920或单组份COB环氧胶（电路保护） 案例和客户：（硅麦克风全部用DC-7920） 苏州楼氏、深圳瑞声声学（AAC）、山东歌尔、山东共达电声、无锡芯奥微
热对流式加速度计
– – – – 结构和读出电路简单 响应较慢 线性工作范围小 受温度影响大
加热电阻
a
＋V
Vo
－V
热敏电阻
26
气腔
重庆大学 微系统研究中心
All right reserved © Shanghai Imart 360
热对流式加速度计
• MEMSIC • 应用于较低频率
27
重庆大学 微系统研究中心
半导体压力传感器
半导体压力传感器导语：半导体压力传感器是一种能够将压力转化为电信号的装置，被广泛应用于各行各业。
本文将对半导体压力传感器的工作原理、应用领域以及未来发展进行详细介绍。
一、工作原理1.1 压阻效应半导体压力传感器的核心是一块由硅等半导体材料制成的薄膜。
当外部施加压力作用在薄膜上时，导电材料内部的阻值会发生变化。
这种变化通过电路传递至输出端口，并由输出电路进行处理，最终转化成压力信号。
1.2 电桥结构大部分半导体压力传感器采用了电桥结构。
电桥结构由四个电阻组成，其中两个电阻是压敏电阻，另外两个是补偿电阻。
通过调整电桥中的电阻比例，可以实现对输出信号的准确控制。
1.3 敏感层技术为了提高压力传感器的灵敏度和准确度，研究人员将敏感层技术应用于传感器的设计中。
敏感层可以增加传感器对压力变化的响应，并有效降低温度、湿度等外界环境的影响。
二、应用领域2.1 工业控制半导体压力传感器广泛应用于工业控制领域。
在制造过程中，通过监测和控制压力变化，可以保证设备的正常运转，提高生产效率和安全性。
半导体压力传感器可用于汽车制造、化工、机械、电子等行业中的压力控制和检测。
2.2 医疗保健在医疗保健领域，半导体压力传感器被广泛用于测量人体内部压力，如心脏和呼吸系统。
通过监测这些压力变化，医生可以提前发现疾病和异常情况，并及时采取措施。
2.3 环境监测随着环境污染程度的不断加剧，环境监测变得尤为重要。
半导体压力传感器可用于测量大气压力、液位以及水压等指标，帮助保护环境和提升生活质量。
2.4 汽车工程半导体压力传感器在汽车工程领域具有广泛的应用。
它可以用于监测车辆轮胎的胎压、制动系统的压力以及涡轮增压器的气压等。
通过实时监测这些参数，车辆的性能和安全性能得到了显著提升。
三、未来发展未来的半导体压力传感器将更加便携、微型化和智能化。
随着科技的不断进步，传感器的体积将进一步缩小，从而应用于更多领域。
同时，通过与其他传感器的融合，半导体压力传感器将具备更强大的功能，如智能控制、自适应调节等。
压力传感器工艺流程
压力传感器工艺流程
《压力传感器工艺流程》
压力传感器是一种用来感知物体所受压力的装置，广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域。
其工艺流程主要包括材料准备、加工制造、测试检测和封装等环节。
首先是材料准备阶段，需要选用高质量的材料来制作压力传感器。
一般来说，压力传感器的主要材料包括硅片、导电薄膜、玻璃基板等。
这些材料需要经过严格的筛选和检测，确保其质量和稳定性。
接下来是加工制造阶段，该阶段主要包括光刻、薄膜沉积、金属化、封装等工艺步骤。
通过光刻技术，可以在硅片上制作出微型加工结构，从而实现压力传感器的微纳加工；薄膜沉积和金属化则是为了在硅片上制作传感器的敏感元件和导电部分；封装则是将制作好的敏感元件封装在保护罩内，以保证其安全性和稳定性。
在测试检测阶段，压力传感器需要经过严格的性能测试和可靠性测试。
其中，性能测试主要包括灵敏度、线性度、温度特性等方面的测试；可靠性测试则是通过模拟实际使用条件下的各种环境和工作状态，来评估传感器的可靠性和稳定性。
最后是封装环节，这一步骤主要是将测试合格的压力传感器进行封装和包装。
封装的方式和材料选择对于传感器的使用寿命和稳定性有着重要的影响，因此需要特别注意。
总的来说，压力传感器的工艺流程需要经过严格的材料准备、加工制造、测试检测和封装等环节，确保最终产品具有良好的性能和可靠的稳定性。
同时，随着微纳加工技术的不断发展，压力传感器的工艺流程也在不断优化和改进，以满足日益复杂和多样化的应用需求。
适用于无引线封装的SOI压力敏感芯片总体结构
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020100066适用于无引线封装的SOI 压力敏感芯片总体结构李 村1， 杨鑫婉1， 赵玉龙1， 程 鑫2， 田 雷2(1. 西安交通大学机械工程学院，陕西 西安 710049; 2. 中国电子科技集团公司第四十九研究所，黑龙江 哈尔滨 100048)摘 要: 无引线封装技术能够将采用SOI 技术的MEMS 压力传感器的工作温度提高到300 ℃以上，解决传统充油封装无法耐受高温的问题，然而，无引线封装亦对SOI 压力敏感芯片结构提出新的挑战。
为应对此问题，该文提出适用于无引线封装的压力敏感芯片总体结构，主要研究压敏电阻掺杂浓度选择、重掺杂引线盘和金属点电极、键合玻璃结构、硅玻键合静电密封环等内容。
通过大面积重掺杂的引线盘及金属点电极的设计解决硅-玻璃在电路器件层的静电键合问题。
在键合玻璃上设计通孔，其位置对应金属点电极，解决电极厚度对键合的影响问题，同时实现欧姆接触。
设计静电密封环结构，解决压力敏感膜片及测量电路的密封问题。
最后，研制适用于无引线封装的SOI 压力敏感芯片样片，证明该文压力敏感芯片总体结构有效。
关键词: 耐高温; SOI; 压力传感器; 无引线封装; MEMS; 压阻效应中图分类号: TP212.1文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2020)12–0054–06SOI pressure sensor chip suitable for leadless packageLI Cun 1, YANG Xinwan 1, ZHAO Yulong 1, CHENG Xin 2, TIAN Lei 2(1. School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China;2. The 49th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Harbin 100048, China)Abstract : Leadless package technology can increase the operating temperature of MEMS pressure sensors using SOI technology to above 300 ℃, which can replace traditional oil-filled package. However, leadless package also proposes new challenges for the design of SOI pressure sensor chips. In order to solve this problem, this paper proposes a new pressure sensor chip which is suitable for leadless package. This paper mainly studies the doping concentration of piezoresistor, heavily doped lead pads, metal point electrodes,bonding glass structure, and seal ring. The design of large-area heavily doped lead plates and metal point electrodes solve the problem of silicon-glass bonding in the top device layer. Through holes are designed on the bonding glass, and their position corresponds to the metal point electrode, which solves the influence of electrode thickness on the bonding and realizes ohmic contact at the same time. The sealing ring is designed to solve the sealing problem of pressure sensitive diaphragm and measuring circuit. Finally, a sample of SOI pressure sensor chip suitable for leadless package is developed, which proves the effectiveness of the pressure收稿日期: 2020-10-20；收到修改稿日期: 2020-11-20基金项目: 国家重点研发计划(2018YFB2002900)作者简介: 李 村（1986-），男，山东潍坊市人，讲师，博士，研究方向为微纳传感与制造技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２３卷２期 半导体杂志 １９９８年６月 力传感器的芯片 孙以材范兆 志宏沈今楷 封装技术… 高振斌杨瑞霞 茂 用场合。
Ｔｈｅ Ｃｈｉｐ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ Ｓｕｎ Ｙｉｃａｉ Ｆａｎ Ｚｈａｏｓｈｕ Ｃｈａｎｇ Ｚｈｉｈｏｎｇ Ｓｈｅｎ Ｊｉｎｋａｉ Ｇａｏ Ｚｈｅｎｂｉｎ Ｙａｎｇ Ｒｕｉｘｉａ （Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３０） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｘ￣ｆｉｏｕｓ ｃｈｉｐ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈ ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ａｓ ｗｅＩ】８ｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｆｏｒ ｐｌｅｎｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｒＪｓｏｒｓ ｃｈｉｐ ｍｏｕｎｔｉｎｇ
、｝ｌ 言 硅片与载体或与管壳的连接，不仅对集成电路而且对传感器来说，都是重要的环节。供 集成电路的壳体，有玻封、塑封、金属壳封装以及陶瓷封装，主要隔离环境大气中水汽、氧以 及各种腐蚀性气体以及屏蔽电磁干扰的影响。但对传感器来说则要视具体情况而定。有的 传感器要隔离环境的影响。例如温度或压力传感器应避免电磁干扰。有的传感器则希望与 环境接触良好．尽可能与被测传感量直接偶台沟通。温度传感器要测量环境的温度，与环境 之间不希望有大的热阻。霍尔器件要测量所在环境的磁感应强度，不能加以磁屏蔽，但要求 与大气隔离，免受潮气等的影响。在集成电路制造中，芯片与管壳或与基座是机械上相互连 接的．一般来说，只要安装牢固，不怕机械冲击、震动就可。在传感器制造中，芯片安装在玻 璃、硅、陶瓷或金属基座上，安装的方法或基座材料选择不台适．或者使传感器不能感知被测 量或者环境因素干扰传感器对被测量的传感。传感器的封装与集成电路的封装相比区别明 显，要求更为严格。因此对传感器的封接技术的研究有着更重要的意义。
本文收到日期１９９７年７月６日 河北省自然科学基金资助项目
３４·
维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷２期 半导体杂志 Ｉ９９８年６月 二、对压力传感器的封装的要求 依据传感器的结构、所依赖的物理原理以及被测量的不同，对不同传感器提出不同的要 求。概括起来，大致有以下几方面的要求：①机械上是坚固的，不怕振动，不怕冲击；②避免 热应力对芯片的影响；③电气上芯片与环境或大地是绝缘的或芯片与大地是电连接的；④热 连接（温度传感器）或尽可能与环境热隔离；⑤电磁屏敝的或非屏敝的（磁传感器）；⑥气密且 耐水压力的（压力传感器）；⑦光屏敝的或聚光的（光电传感器）。 本文所讨论的压阻型压力传感器要将压力或流体流量转换成硅晶体的形变，从而引起 电阻条电阻的变化。不言而喻，应避免热应力所引起的压力测量值虚假结果，只有高温封接 时才引起热应力。图１所示的压力传感器是 差压传感器，玻璃载体与钢管的连接属于高温 封接应首先进行。热应力大部份集中在两者 的接合处。芯片和玻璃载体间用静电封接，这 样芯片边缘便无热应力。避免热应力的另一 方法是选用热膨胀系数与硅相近的材料作芯 片的载体。硼硅玻璃（Ｐｙｒｅｘ ７７４０，派热克斯 硬玻璃）的热膨胀系数（２．８５×１０ ＫＩ１）与硅 （１００）（２．６２ｉ１０ Ｋ ）相近。温度变化引起 图１压力传感器结构示意图 的热应力小。从这一角度说．硼硅玻璃与硅的封接是最理想的。这种封接法在绝对压力测 量的传感器中经常使用。因为这种传感器需要制作一个真空参考压力，芯片与载体间必须 是气密严紧的，保证不漏气，并且不能由接合层逸出气体。否则会破坏真空，提高参考压力， 恶化长期工作稳定性。例如用高分子粘结剂封接时就属于这种情况。考虑到热应力对压力 测量的影响，芯片和载体问的封接面积越小越好。假定芯片与载体间的结合长度为 。封接 作业温度比室温高△Ｔ，冷却至室温后载体（膨胀系数为 ）比芯片多收缩 ＡＩ＝（口 一。ｇ）ＡＴＩ
图２硅片封接在金属载体（１７０Ｖ￣）２５在 方向上的应力分量 的分布
量 嚣。端 Ｉ四圈口目
维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷２期 半导体杂志 １９９８年６月 可见 越小，两者的收缩量差别越小，引起硅的弹性伸长越小，因而热应力越小。图２是模 拟计算硅片和金属载体由于热膨胀系数不同而引起的热应力分布。可见，晶体表面的热应 力肯定会引起压阻型传感器的力敏电阻条的附加阻值变化，影响压力值的测量精度。 为了对压力传感器的温漂进行温度补偿，芯片和补偿电路或信号处理电路的混合结构 是合适的。这时，它们之间应有良好热耦合，避免热滞后以达到令人满意的温度补偿。如果 传感器在较高的温度下作业，对信号处理电路进行热隔离也是必要的。 压力传感器所测定的流体往往有腐蚀性或易爆性，此时传感器的封装需采用波纹不锈 钢片与介质隔离，同时叉不妨碍压力的传递，使压力衰减。目前可应用于压力传感器的方法 很多，各自存在一定的优缺点和难易程度不同，没有一个统一的封装方法。选定什么封装方 法应以传感器的应用场合和现有的工艺装备条件为准绳。对机械、热学、电问题进行合适的 模拟，并进行实验确定最佳的封接方法。
三、压力传感器的封接方法 以下叙述不同的封接方法，并对各自的特点作一比较。压力传感器的封接方法分为硬 封接和软封接。环氧树脂和硅胶粘接属于软封接。共晶键合、玻璃密封、阳极键合、冷焊、钎 焊和硅．硅直接键合属于硬封接。 １．粘接【 · 。 目前，大多应用有溶剂的双组分环氧树脂粘结剂。固化后在一６５℃到１５０℃使用，便有 足够的机械强度。环氧树脂粘结剂被称为“万能胶 ，它具有粘接强度高、耐化学介质性能 好、耐温性能好、胶层收缩率小、可室温固化、施工工艺简单等优点，但未经改性的环氧树脂 粘接剂脆性大、耐冲击性能差、耐热性能不够理想等缺点，常需通过改性方法提高产品性能。 市场上环氧树脂的牌号种类很多。用于压力传感器的环氧树脂主要用于硅芯片与玻璃、陶 瓷、金属之间的相互连接。要求机械强度高，耐水、油、弱酸性或碱性介质、耐热、耐低温。室 温固化纯环氧树脂粘接剂，如环氧三号胶（Ｅ一５１环氧树脂＋４００聚酰胺）、ｓ０—２０Ｏ环氧树 脂粘接剂（耐温２００℃、耐湿、耐腐蚀）、９１４粘接剂（耐水、耐热）。高温固化纯环氧树脂粘接 剂如５０８粘接剂（１５０℃下长期使用）、７—２３ｌ２环氧粘接剂（１５０℃以下油、水、弱酸中长期使 用）、Ｅ一８粘接剂（一５５～２２０＊（２）、Ｅ一１５粘接剂（粘度小，工艺性能好）、Ｊ一２７环氧粘接剂 （一６０＊（３－－２３２＂Ｃ）。环氧树脂粘接剂通常可以加增韧剂，聚酰胺树脂、聚氨酯树脂以改进胶 层的剪切强度、低温性能和柔韧性。还可加填料，如３００目氧化铝粉、二氧化钛粉，以提高粘 结力、强度、耐久性。在粘接剂中还可加溶剂，起稀释作用，降低粘结的粘度，避免胶层厚薄 不匀，便于涂敷施工。常用的溶剂有乙醇、乙醚、丙酮、三氯甲烷、苯、甲苯等。溶剂的另一个 作用是减小粘接剂中的树脂由粘结面流出时的爬升。树脂爬升到芯片上流至芯片上的铝条 上，会使铝条受到腐蚀，这是极为不利的。溶剂的使用也有利于增加填料量。当溶剂挥发 后，粘接层比不加溶剂时可以获得更高的硬度。 非室温固化的环氧树脂通常选择５０＊（２和２００＊（２之间进行固化。一般较高温度的固化给 予较高的封接强度。 ３６·
维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷２期 半导体杂志 １９９８年６月 虽然环氧树脂可以用于粘接一切材料。但以牯接纯金属或氧化物陶瓷达到最高强度。 这是因为环氧树脂由于具有羟基、醚基、和环氧基，使相邻界面产生电磁力，还能与金属表面 和陶瓷表面的游离键形成化学键，因而有更大的粘结力。环氧树脂粘接有良好的工艺性、低 的作业温度，Ｅ一模量小，收缩小，界面应力小。但是这些优点被大的延伸系数，低的高温强 度和相对较低的化学稳定性所没杀。耐水、耐温性能也大大不如其它封接方法。一方面受 热时粘接剂中的水出现外扩散，１０００小时１５０＂Ｃ下典型的重量损失为５％，其中水占８Ｏ％， 氧和氮占２０％。另一方面粘接剂还受水汽的侵袭。２ｍｍ厚的粘结层在１００＂Ｃ的热蒸汽作 用下，３２小时便被破坏。如果延长相应时间，４０＂Ｃ的水蒸汽便可袭击粘结剂。环氧树脂在 室温下短期强度不超过３０ＭＰａ。一般为１Ｏ～２０ＭＰａ。如果传感器的承压膜所承流体压力 （耐压）为１０ＭＰａ，则环氧树脂的封接面积至少应为承压膜的面积的５～１０倍。环氧树脂的 长期强度和较高温度下的强度则明显降低。仅当对传感器没有更高的热和化学稳定性要求 时，才可使用粘接法。粘接层厚度不小于２５ｔｔｍ。 ２．共昌键合 固体时无溶解度或只有部分溶解度的二元系相图中往往有一个共晶点。共晶点时三相 共存。共晶成份的液相具有最低熔点。也就是说共晶点的温度比两种固体的熔点都低。在 共晶点温度下将能形成共晶的两种固体相互接触，经过互扩散后便可在其间形成具有共晶 成份的液相合金。随时间延长，渡层不断增厚。冷却后渡层又不断交替析出两种固相。每 种固体一般又以自己的原始固相为基础而发展壮大、结晶析出。因此两种固体之间的共晶 能将两种固体紧密的键合在一起。图３表示出金．硅合金相图，其共晶温度为３９Ｏ℃，共晶点 硅的成份为３１％原子。固体状态下，硅中金的溶解度最大为２×１０ ％原子。图４示出铝． 硅相图，共晶温度为５７７℃，纯铝的熔点为６６０℃。共晶点硅的成份为１１．３％原子。共晶键 合作业的温度略比共晶点高。因此铝．硅键合时作业温度较高。这时应注意到芯片上已形 成铝引线，引线 Ｌ已合金化。Ｐｂ／Ｉｎ／Ａｇ或Ｐｂ／ｓｎ共晶系统也可用于金属化芯片的键合。 此时键合面应分别蒸上两种金属，然后在其共晶点进行键合作业。图５示出共晶键合的示
共晶舍 金预先金属化，便可加速键合 ℃ 时ｌ冒陆ＩＩ－ｑ，－ 曲皇Ｆｆ … ｆ．２ｏ‘ Ｊ ｌ ¨ ｌ Ｈ ＇ ＪＬ Ｊ世 门口 ｇ－ｋ Ｏ Ｔ＇Ｉ，ＬＵ ／
｝是硅芯和基座之间放置２０～４０ｔｉｍ ｆ ／ 共晶薄膜片，以缩短扩散时间。共 ｌ’２。。 ｌ ／
ｆ ／ １Ｏ∞ ， ／ ｆ＋拳 ｌ ∞Ｏ ／ ｌ＋鬟
『 ∞Ｏ ｃ／ ，
ｌ＼／／ ｍ 】ｌ１ｊ ｝ ｌ ３Ｉ ＾ｕ＋蛊 ｝ ｊ