玻璃微腔的批量制備技術(shù)研究及其在LED圓片級(jí)封裝上的應(yīng)用探索.pdf

1、StudyonVolumeProductionTechnologyofWaferLevelMicroGlassCavitiesanditsApplicationExplorationonWaferLevelLEDPackagingADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZOUYuSupervisedbyPr

2、ofSHANGJintangSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityApril2014摘要摘要微電子封裝為具有可動(dòng)的部件的MEMS(microelectromechanicalsystems)／MOEMS(microopticalelectromechanicalsystems)器件提供機(jī)械支撐、環(huán)境保護(hù)、散熱通道、電源和信號(hào)分配等作用，往往還需要提供光學(xué)窗口。

3、與高分子聚合物材料相比，硼硅玻璃具有極佳的透光性能、良好的熱穩(wěn)定性、吸濕性、抗紫外能力，而且它的熱膨脹系數(shù)(CoefficientofThermalExpansion，CTE)與硅相近，在MEMS／MOEMS及LED(Lightemittingdiode)封裝方面具有重要的應(yīng)用前景。前期研究表明，球形玻璃微腔由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征不僅在MEMS制造方面具有重要的應(yīng)用前景(球形諧振器、微型原子鐘以及微透鏡制備)，還在封裝方面具有重要的應(yīng)用(

4、Pg加速度計(jì)、陀螺儀、LED封裝)。但是，玻璃的微加工技術(shù)難度大，成本較高，是目前的難題之一。面向潛在的封裝需求，本論文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上，研究熱發(fā)泡成型制備球形玻璃微腔的批量化技術(shù)，并探索其在LED圓片級(jí)封裝方面的應(yīng)用。首先，根據(jù)玻璃熱成型原理，建立了熱成型玻璃微腔的理論模型，揭示了熱成型玻璃微腔的高度與熱成型溫度、發(fā)泡劑質(zhì)量以及玻璃微腔口徑等多個(gè)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為制備不同尺寸的玻璃微腔提供理論參考。其次，在上述模型的基礎(chǔ)上

5、，針對(duì)工業(yè)界在量產(chǎn)技術(shù)方面的需求，研究了在6英寸晶圓上制備結(jié)構(gòu)均勻的球形玻璃微腔的原理和方法。通過(guò)將發(fā)泡劑粉末(碳酸鈣)均勻混合于粘稠液體中，制成均勻的懸浮液，一方面避免了發(fā)泡劑的轉(zhuǎn)移過(guò)程中粉塵污染問(wèn)題，使得熱發(fā)泡成型技術(shù)方案在超凈間內(nèi)的運(yùn)行成為可能；另一方面，通過(guò)點(diǎn)膠技術(shù)精確控制發(fā)泡劑懸浮液的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)泡驅(qū)動(dòng)力大小的精確控制。通過(guò)運(yùn)用上述方法，成功地在6英寸晶圓上制備了具有均勻結(jié)構(gòu)的圓片級(jí)玻璃微腔，為無(wú)塵化、批量化制備圓片級(jí)球形