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鍵合晶體

鍵合技術是一種將兩個固體表面通過物理或者化學作用力連接起來,以得到具有一定的力學、熱學、電學或光學特性的鍵合界面的技術。鍵合技術在電子封裝領域有著廣泛的應用。 例如,倒裝芯片技術和表面貼裝技術使用焊球回流鍵合將芯片與封裝基板或封裝基板與印刷電路板連接起來,以形成必要的機械支撐和電氣互連。

鍵合工藝路線示意圖
圖1 鍵合工藝路線示意圖

一、光膠鍵合(Optic-contact Bonding)

在拋光好的光學元件表面鍍膜,鍍膜時除了考慮薄膜的功能性(減反射、偏振控制等)外,還考慮鍵合的功能,需要鍍制易于鍵合的膜層(比如氧化硅)。

鍍膜后將兩個表面進行光膠,然后在較低的溫度和壓力下長時間烘烤,讓表面的鍵合膜層相互擴散,形成鍵合力。

優點:

  • 界面吸收損耗小
  • 消除菲涅爾反射
  • 界面面形變化較小

缺點:

  • 鍵合強度小(不適合苛刻條件下使用)
 光膠鍵合
圖2 光膠鍵合

二、熱擴散鍵合(Thermal Diffusion Bonding)

將拋光好的表面清洗后直接光膠,在較高的溫度和壓力下,讓表面的鍵合膜層相互擴散,形成鍵合力。

優點:

  • 鍵合強度大

缺點:

  • 界面吸收損耗大
  • 界面面形變化大
熱擴散鍵合
圖3 熱擴散鍵合

三、表面活化鍵合技術(Surface-actived bonding)

對拋光好的激光元件,在超高真空環境下,用離子源轟擊,以去除表面吸附的污染物和表面氧化層。同時可以打斷表面的化學鍵,形成具有高表面能的界面,以利于后面的鍵合過程。

優點:

  • 鍵合強度大
  • 界面吸收小
  • 界面面形變化小

缺點:

  • 鍵合環境要求苛刻
  • 鍵合設備昂貴
表面活化鍵合
圖4 表面活化鍵合

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