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键合晶体

键合技术是一种将两个固体表面通过物理或者化学作用力连接起来,以得到具有一定的力学、热学、电学或光学特性的键合界面的技术。键合技术在电子封装领域有着广泛的应用。 例如,倒装芯片技术和表面贴装技术使用焊球回流键合将芯片与封装基板或封装基板与印刷电路板连接起来,以形成必要的机械支撑和电气互连。

键合工艺路线示意图
图1 键合工艺路线示意图

一、光胶键合(Optic-contact Bonding)

在抛光好的光学元件表面镀膜,镀膜时除了考虑薄膜的功能性(减反射、偏振控制等)外,还考虑键合的功能,需要镀制易于键合的膜层(比如氧化硅)。

镀膜后将两个表面进行光胶,然后在较低的温度和压力下长时间烘烤,让表面的键合膜层相互扩散,形成键合力。

优点:

  • 界面吸收损耗小
  • 消除菲涅尔反射
  • 界面面形变化较小

缺点:

  • 键合强度小(不适合苛刻条件下使用)
 光胶键合
图2 光胶键合

二、热扩散键合(Thermal Diffusion Bonding)

将抛光好的表面清洗后直接光胶,在较高的温度和压力下,让表面的键合膜层相互扩散,形成键合力。

优点:

  • 键合强度大

缺点:

  • 界面吸收损耗大
  • 界面面形变化大
热扩散键合
图3 热扩散键合

三、表面活化键合技术(Surface-actived bonding)

对抛光好的激光元件,在超高真空环境下,用离子源轰击,以去除表面吸附的污染物和表面氧化层。同时可以打断表面的化学键,形成具有高表面能的界面,以利于后面的键合过程。

优点:

  • 键合强度大
  • 界面吸收小
  • 界面面形变化小

缺点:

  • 键合环境要求苛刻
  • 键合设备昂贵
表面活化键合
图4 表面活化键合

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