杜 超,刘翠荣,阴 旭,赵浩成

(太原科技大学 材料科学与工程学院,太原 030024)

阳极键合技术始于1968年美国学者Pomerantz的一次偶然实验，实验中相互重叠的玻璃和金属在加热时通入直流电后竟使金属牢固的连接到玻璃上.1年后， Pomerantz和Willis发表了关于玻璃(陶瓷)与金属在静电场下建立连接的报道[1-2].报道中提到将一片硅酸盐玻璃放置与两片金属之间并加热，而后在这两片金属两端施加一个静电场形成回路，经过一段时间后发现，连接阳极的金属片与玻璃发生连接，因而这种连接方式称之为“阳极键合”，或者“场助键合”[3].

随着现代制造业及各种功能材料的发展，传统的金属与金属间连接已不能满足现代制造业的需求，因而更深层次的金属与非金属、非金属与非金属的连接成为发展趋势[4].阳极键合以其键合过程温度低，键合后材料变形小，机械强度高及键合工艺简单等，有效减少了传统焊接的高温热应力对工件的影响.进入21世纪以来，微电子加工业得到蓬勃发展，与此同时，阳极键合凭借优良的气密性和低温性更多地应用在电子器件的生产和封装过程中，各种功能材料与半导体之间的微型连接技术已经十分成熟，如微型加速度计、微型陀螺仪、微型电磁场传感器、微型压力传感器、微型制动器及微型流量计等[5-7].

1 低温阳极键合工艺及键合机理

1.1 键合工艺过程

阳极键合对被连接材料的表面光洁度有较高的要求，因此，键合开始前的首要工作就是对材料表面进行处理，通常要求材料表面粗糙度低于50 nm，平行度小于5 μm；……