氣密性封裝工藝在非制冷紅外焦平面陣列（IRFPA:Infrared focal plane array）探測器制造技術(shù)中非常關(guān)鍵。晶圓級封裝具有成本低、尺寸小、可靠性高等優(yōu)點,有望取代傳統(tǒng)的金屬管殼封裝與陶瓷管殼封裝,在IRFPA探測器規(guī)�；a(chǎn)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。在IRFPA晶圓級封裝工藝中,通常需要制作與探測器芯片晶圓相對準(zhǔn)的另一個硅基蓋帽（深蝕刻槽）晶圓,在蓋帽晶圓內(nèi)蒸鍍吸氣劑,然后制備金屬過渡層,最后進(jìn)行真空焊接封裝。其中,硅的各向異性腐蝕工藝在硅基蓋帽制備中具有均勻性好、操作簡單、成本低廉等優(yōu)點,是制備蓋帽結(jié)構(gòu)的首選方法;Zr基薄膜吸氣劑具有優(yōu)異的吸氣性能,綠色環(huán)保,激活溫度低,是紅外探測器真空封裝工藝的重要材料;金屬過渡層選用多層復(fù)合材料Cr/Ni/Au,能較好的滿足焊接要求。本文對Si的各向異性腐蝕機理、薄膜吸氣劑吸氣機理和焊接金屬過渡層設(shè)計進(jìn)行了深入分析,并以此為基礎(chǔ)開展了SiO₂/CrAu掩膜層抗腐蝕性、NaOH溶液各向異性腐蝕、ZrCoY以及Cr/Ni/Au薄膜的生長及性能研究,最終實現(xiàn)了IRFPA探測器晶圓級封裝并進(jìn)行了氣密性測試。具體研究內(nèi)容... 

【文章來源】：云南師范大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單個像元的傳感器結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造圖

第1章緒論31.1.1非制冷紅外探測器封裝的發(fā)展（1）第一代：金屬封裝金屬封裝屬于第一代微測熱計傳感器的封裝，如圖1.3所示探測器金屬封裝所使用的主要構(gòu)件。圖1.4為幾種已經(jīng)批量化生產(chǎn)的金屬管殼封裝的探測器。因使用了成本較高的TEC、金屬管殼部件，增加了探測器封裝成本，而且隨著像素間距的減少，其封裝費用將逐步增大，因此，其它更廉價的封裝技術(shù)已經(jīng)取代了它們。圖1.3非制冷紅外探測器金屬封裝部件圖1.4非制冷紅外探測器金屬封裝示意圖（2）第二代：陶瓷封裝紅外探測器陶瓷封裝是目前廣泛運用的封裝技術(shù)，陶瓷封裝技術(shù)不需要TEC，從而縮小了封裝體積，降低了制造成本。圖1.5為兩種典型的紅外探測器陶瓷封裝。

第1章緒論4圖1.5非制冷紅外探測器陶瓷封裝（3）第三代：陣列級晶圓級封裝陣列級晶圓級封裝是近兩年才逐步發(fā)展起來的一種新型紅外探測器封裝技術(shù)，需要制造出一片硅窗晶圓與探測器陣列晶圓相對應(yīng)，硅窗晶圓通常采用單晶硅為材料，采用單晶硅是因為單晶硅對大氣的紅外透射性強，而且，在硅窗晶圓兩面制作紅外增透膜。精確對位探測器陣列晶圓與硅窗晶圓，在真空腔體內(nèi)通過焊料將探測器陣列晶圓與硅窗晶圓粘合在一起，之后再切割成為單個的真空密封的紅外探測器。圖1.6是一個紅外探測器晶圓級封裝的剖面圖和晶圓級封裝基本圖[3]。圖1.6非制冷紅外焦平面陣列晶圓級封裝相對于陶瓷封裝，晶圓級封裝技術(shù)集成度更高，工藝步驟更簡化，可以大大降低探測器封裝成本，有利于紅外探測器的大批量制造。陣列級晶圓級封裝技術(shù)的使用對監(jiān)控、車載、手持設(shè)備等紅外熱成像市場的開括具有重要意義。目前的IRFPA器件封裝的產(chǎn)品仍是以第一代和第二代為主，第三代處于研發(fā)中。第三代封裝產(chǎn)品不需要金屬或者陶瓷管殼，將有效減少封裝成本、提高封裝效率。非制冷紅外焦平面探測器晶圓級封裝工藝有兩種方式[4]，方式一為Wafer-to-Wafer（W2W），W2W封裝方法是指焊接過程是兩個晶圓之間的焊接，焊接結(jié)束后再切割成為單個的器件，W2W封裝方式如圖1.7所示；方式二為Chip-to-Wafer

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]一種無排氣嘴型非制冷紅外焦平面探測器的封裝設(shè)計與研究[D]. 劉人華.電子科技大學(xué) 2016
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[3]MEMS晶圓級真空封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝集成[D]. 唐敢然.華中科技大學(xué) 2011
[4]硅基MEMS三維結(jié)構(gòu)濕法腐蝕技術(shù)研究[D]. 蔣玉榮.武漢理工大學(xué) 2007
[5]單晶硅各向異性腐蝕的計算機微觀模擬[D]. 姚娉.大連理工大學(xué) 2005
[6]光纖定位硅V型槽的設(shè)計與制作[D]. 郝永芹.長春理工大學(xué) 2002



本文編號：3509825