Vincular significa unir dos objetos con un sello (a menudo de forma permanente)

La microtecnología implica varios tipos de procesos de unión.

Se utiliza en empaques de circuitos integrados y ensamblaje de placas de circuito impreso. No será cubierto en esta conferencia.

- Unión de obleas

- Unión de cables

- Unión de chip flip

Unión de obleas

1: como una forma de hacer obleas de inicio avanzadas SOI)

2: como una forma de crear estructuras y cavidades 3D complejas que crean la funcionalidad del dispositivo (cámaras, canales, boquillas...)

3: como método de empaque para crear entornos cerrados (paquetes de vacío para espejos resonadores y dispositivos IR)

Requisitos de vinculación:

- superficies lisas (en escala nm)

- obleas planas (en cm-escala)

(contacto intimo)

- sin partículas (vacíos más grandes que las partículas)

- coincidencia de CTE (de lo contrario, tensiones)

- química superficial adecuada (hidrofílica)

Procedimiento de unión de obleas:

- eliminación de partículas

- modificación de la química superficial

- (opcional) bombeo de vacío

- (opcional) alineación de obleas

- unión a temperatura ambiente

- aplicación de adelgazamiento de obleas de fuerza/calor/voltaje (opcional)

Consideraciones de unión:

Propiedades de enlace

- ¿Cuáles son los enlaces químicos que se unirán?

- ¿Existen naturalmente o se forman por tratamiento?

- ¿Fuerza de unión?

- ¿Permanente vs temporal?

Unión: materiales

- Compatibilidad química

- Tolerancia a la temperatura

Temperatura de formación de enlace

Temperatura de funcionamiento del dispositivo

- Desajuste de CTE (coeficiente de expansión térmica) entre materiales

- Calidad de la superficie (rugosidad; ondulación)

- Partículas superficiales

Vinculación: consideraciones de productividad

- Disponibilidad de equipos (herramientas de producción automatizadas, operación casete a casete)

- Compatibilidad de procesos (compatibilidad IC: temperatura y contaminación)

- Rendimiento del proceso

- Rendimiento

- Costo

- Madurez

Pegamento adhesivo

- limpieza de superficies

- revestimiento giratorio de polímero

- curado inicial (horneado con solvente)

- vacío de evacuación (opcional)

- unir las obleas

- presión y/o calor de curado final

Beneficios de la unión adhesiva:

- temperaturas alrededor de 100°C (>Tg)

- tolerante a (alguna) contaminación por partículas

- las obleas estructuradas se pueden unir

- bajo costo, proceso simple

Unión anódica

- Unión anódica (AB) = Unión térmica asistida por campo

- Vidrio y metales unidos

- Varios tipos de vidrio

El vidrio Corning 7740 Pyrex es el más común para la unión anódica

CTE cercano al de Si

- El recocido del vidrio antes o después de la unión puede reducir las tensiones debido a la falta de coincidencia de CTE

Unión por fusión/directa/térmica:

- Materiales idénticos unidos

- Sin problemas de CTE

- Bonos naturalmente disponibles

- Aplicar calor/presión para mejorar la unión

- Si-Si

- Vidrio-vidrio

- Polímero-polímero

Unión térmica de polímeros (1):

Elevar la temperatura por encima de Tg

>ablandamiento

>contacto íntimo (mantener el tiempo suficiente)>enfriamiento por debajo de Tg

>Interfaz de enlace indistinguible de los materiales a granel (¡porque los mismos enlaces!)

Unión de polímeros (2):

Ablandamiento por tratamiento superficial con disolvente

>Contacto íntimo (mantener el tiempo suficiente)

>¡También unión de diferentes polímeros!

>En teoría un proceso a temperatura ambiente

>En la práctica es difícil controlar el espesor de la capa ablandada

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- ......

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