董 艳

(中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏苏州 215123)

0 引言

近年来，随着MEMS技术的迅速发展，使其无论在军用还是民用上都得到了广泛的应用，这也对封装提出了很高的要求。MEMS器件并不是独立的，它一方面需要与集成电路连接以实现其功能;另一方面，MEMS及其集成电路又需要通过封装来加以保护［1］。而很多MEMS器件为提高性能，则进一步需要真空封装。

圆片级封装(WLP)、芯片级封装(CSP)正是为了适应MEMS封装新的要求而发展起来的。其主要要求有:⑴封装温度低，以降低对MEMS器件及其集成电路的影响;⑵封装强度高，以实现对MEMS器件及其集成电路的保护;⑶气密性好(这对需要真空封装的MEMS器件尤为重要)，以使MEMS器件能长期在真空环境中运行，保持其优良的性能。

PREMACHANDRAN C等人采用玻璃浆料作为键合环在430℃键合实现了加速度计的圆片级真空封装［2］。BLANCO S等人基于C2C(芯片对芯片)工艺实现了MEMS器件的芯片级真空封装［3］。HATA H和BAUER J等人先后基于 C2W(芯片对圆片)封装工艺及Cu－Sn键合工艺在300℃实现了红外焦平面阵列的芯片级真空封装［4－5］。CHEN Y、ORII Y、ZHANG R等人则先后对Cu－Sn互溶扩散机理进行了研究［6－9］。

本文对基于W2W封装工艺及Cu－Sn键合工艺的真空封装进行了研究。通过电镀制作Cu－Sn键合环，使用背面对准方法使MEMS器件圆片和封盖圆片上的Cu－Sn键合环对准，在0.01 Pa的真空环境中270℃及4MPa保持30 min，成功地使Cu、Sn互溶扩散形成了强度较高的Cu3Sn和Cu6Sn5金属间化合物，从而实现了一种简易可靠的真空封装方法。

1 W2W真空封装工艺流程

本文选用4″Si圆片进行试验，其中，封盖圆片选用双抛Si圆片。……