【摘 要】
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针对石墨烯MEMS压力传感器气密性封装的需求,设计出一种用于石墨烯MEMS压力传感器芯片级Au/Sn共晶键合工艺方法.石墨烯压力传感器芯片键合密封环金属采用50/400 nm的Cr/Au,基板键合密封环金属采用50/400/500/3 nm的Cr/Au/Sn/Au.随后使用倒装焊机在280℃以及8 kN的压力环境下保持6 min,完成芯片与基板的Au/Sn互溶扩散键合工艺,从而实现石墨烯压力传感器芯片的气密性封装.对键合指标进行测试,平均剪切力达20.88 MPa,平均漏率为4.91×10-4 Pa·cm
【机 构】
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中北大学 仪器与电子学院, 山西 太原 030051;中北大学 仪器与电子学院, 山西 太原 030051;中北大学 前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
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针对石墨烯MEMS压力传感器气密性封装的需求,设计出一种用于石墨烯MEMS压力传感器芯片级Au/Sn共晶键合工艺方法.石墨烯压力传感器芯片键合密封环金属采用50/400 nm的Cr/Au,基板键合密封环金属采用50/400/500/3 nm的Cr/Au/Sn/Au.随后使用倒装焊机在280℃以及8 kN的压力环境下保持6 min,完成芯片与基板的Au/Sn互溶扩散键合工艺,从而实现石墨烯压力传感器芯片的气密性封装.对键合指标进行测试,平均剪切力达20.88 MPa,平均漏率为4.91×10-4 Pa·cm3/s,满足GJB548B-2005的要求.通过比较键合前后的芯片电学特性,石墨烯敏感结电阻平均值变化了1.1％,具有较高的稳定性.此外键合界面能谱测试结果符合Au/Sn键合金属合金元素组分,为石墨烯MEMS压力传感器低成本、高效率气密性封装奠定了基础.
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