【多功能靜電鍵合儀】
功能/作用介紹
簡介
靜電鍵合又稱陽極鍵合、場助鍵合。它是近年來高速發展的微機械電子系統(Micro-electromechanical Systems，MEMS)領域的關鍵技術，被廣泛應用于硅-玻璃基壓力傳感器、加速度傳感器，以及微泵、閥等MEMS微結構的鍵合封裝。靜電鍵合是將硅片與含可動正電荷的玻璃片(如含Na2O的Pyrex玻璃)緊密接觸，加熱至350~420℃時，施加800~1200V高壓，硅接陽極，玻璃接陰極，玻璃中的Na+向負極方向漂移，在與硅接觸的玻璃面形成帶負電O-的耗盡層，硅帶正電荷，硅/玻璃界面發生電化學反應，形成Si-O-鍵，牢固地封接?，F有的靜電鍵合設備多是用于實際生產的專用設備, 體積大、價格高，不適合在實驗教學中使用。
多功能靜電鍵合儀是哈爾濱工業大學在相關科研成果基礎之上自行設計、制造的實驗教學設備。具有直觀性好、可操作性強、結構小巧緊湊，性價比高等特點。主要由鍵合臺、加熱控溫系統、高壓源、電極構成。
鍵合臺，采取開放式結構，最大可放置3吋圓片。當鍵合陰極使用點電極時，可以透過鍵合玻璃直接觀察硅/玻璃界面的鍵合過程，鍵合臺底盤以千分尺為x、y向平移導軌，臺面x、y向最大可調節行程分別為2cm，精度達0.1mm，若安裝顯微鏡，能實現對版鍵合。
加熱控溫系統，采用鋁合金電加熱板為樣品加熱，一方面加熱功率高、可靠性好，另一方面可以直接作為鍵合陽極板，加熱板與底盤之間的隔熱采取隔空安裝方法實現;使用高精度PID控溫儀對鍵合臺面控溫：(室溫~450)±1℃可調。AD 220V輸入。
高壓電源，有兩種，一種是內置式，為安全考慮設計了過載保護電路，采用了負壓源， CD輸出：0~-1300V可調，精度1%，電流0~2mA;另一種外購源，CD輸出：0~1500V可調，精度1%，電流0~20mA;輸入均為：AD 220V
電極：配置點電極與面電極，有電極夾持機構，便于更換電極，電極高度可調，最大行程4cm。
本設備適用范圍廣泛，即可以作為高校實驗教學儀器，又可以作為MEMS領域科研院所的實驗設備，也可以作為小型生產企業的鍵合加工設備。
1、 作為高校實驗教學儀器，主要是面向電子信息科學與技術專業、微機電系統工程專業等，為 “微電子機械系統基礎”、“微機械加工技術”等課程實驗服務，可開出4學時綜合型“硅/玻璃靜電鍵合”實驗。有配套的實驗指導書。學生通過本實驗學習能加深對MEMS關鍵技術—靜電鍵合機理的理解，掌握靜電鍵合工藝方法及其關鍵參數，了解影響鍵合效果的主要因素。
2、 作為實驗研究設備，可以進行硅(或金屬Al等材料)與玻璃靜電鍵合、熱鍵合的實驗研究。若在鍵合臺上安裝顯微攝像等裝置，可以進一步開展靜電鍵合、熱鍵合機理研究。還可以進行MEMS微結構鍵合封裝實驗。
作為鍵合加工設備，采用面電極可進行最大3吋硅/玻璃圓片的靜電鍵合加工。若在鍵合臺上安裝顯微鏡，用點電極可以進行硅壓力傳感器、加速度傳感器芯片的對版鍵合封裝。
作品名稱：多功能靜電鍵合儀
完成單位：哈爾濱工業大學
