電容式微機械加速度計“三明治”結構封裝技術研究.pdf

1、隨著MEMS傳感器件越來越廣泛的應用，MEMS器件的封裝技術也越來越受到關注。封裝技術的應用受各種因素的限制，比如材料、溫度、強度、氣密性、封裝器件或芯片的結構以及成本等。本文針對電容式MEMS加速度計“三明治”結構的封裝進行研究，根據(jù)加速度計結構的特殊需求提出封裝需求，完成封裝工藝摸索，實現(xiàn)對MEMS加速度計的封裝。
　　首先，根據(jù) MEMS加速度計彈簧-振子結構的特點進行了原理介紹，并結合Ansoft Maxwell仿真進行封

2、裝需求分析，提出了平移＜100μm、旋轉＜1mrad、電容極板之間的間距為20±5μm的目標，并確定了封裝間距是影響檢測靈敏度的關鍵因素之一。針對此加速度的特點和工藝兼容性方面的分析確定了彈簧-振子結構與玻璃下蓋之間的封裝采用玻璃漿料鍵合的方式，與玻璃上蓋的封裝采用焊料鍵合的方式。
　　其次，針對提出的封裝目標，就要進行實驗摸索來實現(xiàn)。MEMS加速度計采用自下而上的封裝，通過實驗驗證，確定玻璃下蓋和玻璃上蓋的加工工藝，彈簧-振子結

3、構與玻璃下蓋鍵合的條件為375℃@30min，與玻璃上蓋的鍵合條件為280℃@15min。另外，本文重點對封裝對準精度和電容極板之間的間距進行了控制，為了實現(xiàn)旋轉和平移精度，設計了的簡易對準夾具；為了達到電容目標間距通過塞尺片和一定的壓力來控制，并實現(xiàn)了封裝對準精度的需求。
　　最后，對鍵合強度進行了拉伸測試實驗，實驗結果表明焊料鍵合的強度達到了6MPa，并且氣密性亦能滿足要求。對加速度計的標定實驗表明，通過工藝及電路的改進，并把