वेफर बंधन
वेफर बॉन्डिंग माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस), नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस), माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और Optoelectronics के निर्माण के लिए वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)-स्तर पर एक पैकेजिंग तकनीक है, जो यांत्रिक रूप से स्थिर और भली भांति बंद करके सील किए गए एनकैप्सुलेशन को सुनिश्चित करती है। एमईएमएस/एनईएमएस के लिए वेफर्स का व्यास 100 मिमी से 200 मिमी (4 इंच से 8 इंच) तक और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन के लिए 300 मिमी (12 इंच) तक होता है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योग के शुरुआती दिनों में छोटे वेफर्स का उपयोग किया जाता था, 1950 के दशक में वेफर्स का व्यास केवल 1 इंच था।
सिंहावलोकन
माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) और नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस) में, पैकेज संवेदनशील आंतरिक संरचनाओं को तापमान, नमी, उच्च दबाव और ऑक्सीकरण प्रजातियों जैसे पर्यावरणीय प्रभावों से बचाता है। कार्यात्मक तत्वों की दीर्घकालिक स्थिरता और विश्वसनीयता एनकैप्सुलेशन प्रक्रिया पर निर्भर करती है, जैसा कि समग्र उपकरण लागत पर निर्भर करता है।[1]पैकेज को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:[2]*पर्यावरणीय प्रभावों से सुरक्षा
- गर्मी लंपटता
- विभिन्न प्रौद्योगिकियों के साथ तत्वों का एकीकरण
- आसपास की परिधि के साथ अनुकूलता
- ऊर्जा और सूचना प्रवाह का रखरखाव
तकनीक
आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली और विकसित की गई बॉन्डिंग विधियां इस प्रकार हैं:
- सीधा संबंध
- सतह सक्रिय संबंध
- प्लाज्मा सक्रिय संबंध
- एनोडिक बॉन्डिंग
- गलनक्रांतिक बंधन
- ग्लास फ्रिट बॉन्डिंग
- चिपकने वाला संबंध
- थर्मोकम्प्रेशन बॉन्डिंग
- प्रतिक्रियाशील बंधन
- क्षणिक तरल चरण प्रसार बंधन
- परमाणु प्रसार बंधन
आवश्यकताएँ
वेफर्स की बॉन्डिंग के लिए विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों की आवश्यकता होती है जिन्हें आम तौर पर निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है:[3]
- सब्सट्रेट सतह
- सपाटपन
- चिकनाई
- स्वच्छता
- जोड़ने का माहौल
- बंधन तापमान
- व्यापक दवाब
- प्रयुक्त बल
- सामग्री
- सब्सट्रेट सामग्री
- मध्यवर्ती परत सामग्री
वास्तविक बंधन उन सभी स्थितियों और आवश्यकताओं की परस्पर क्रिया है। इसलिए, लागू प्रौद्योगिकी को वर्तमान सब्सट्रेट और अधिकतम जैसे परिभाषित विनिर्देश के संबंध में चुना जाना चाहिए। सहने योग्य तापमान, यांत्रिक दबाव या वांछित गैसीय वातावरण।
मूल्यांकन
बॉन्डेड वेफर्स को किसी प्रौद्योगिकी की उपज, बॉन्डिंग ताकत और निर्मित उपकरणों के लिए या प्रक्रिया विकास के उद्देश्य से हेर्मेटिकिटी के स्तर का मूल्यांकन करने के लिए चित्रित किया जाता है। इसलिए, बांड लक्षण वर्णन के लिए कई अलग-अलग दृष्टिकोण सामने आए हैं। एक ओर दरारें या इंटरफेशियल रिक्तियों को खोजने के लिए गैर-विनाशकारी ऑप्टिकल तरीकों का उपयोग तन्यता या कतरनी परीक्षण जैसी बंधन शक्ति मूल्यांकन के लिए विनाशकारी तकनीकों के अलावा किया जाता है। दूसरी ओर, सावधानी से चुनी गई गैसों के अनूठे गुणों या माइक्रो रेज़ोनेटर के कंपन व्यवहार के आधार पर दबाव का उपयोग हर्मेटिकिटी परीक्षण के लिए किया जाता है।
संदर्भ
- ↑ S.-H. Choa (2005). "Reliability of MEMS packaging: vacuum maintenance and packaging induced stress". Microsyst. Technol. 11 (11): 1187–1196. doi:10.1007/s00542-005-0603-8.
- ↑ T. Gessner and T. Otto and M. Wiemer and J. Frömel (2005). "Wafer bonding in micro mechanics and microelectronics - an overview". The World of Electronic Packaging and System Integration. The World of Electronic Packaging and System Integration. pp. 307–313.
- ↑ A. Plössl and G. Kräuter (1999). "Wafer direct bonding: tailoring adhesion between brittle materials". Materials Science and Engineering. 25 (1–2): 1–88. doi:10.1016/S0927-796X(98)00017-5.
अग्रिम पठन
- Peter Ramm, James Lu, Maaike Taklo (editors), Handbook of Wafer Bonding, Wiley-VCH, ISBN 3-527-32646-4.
