PEG基复合固体电解质与Al的阳极键合性能研究
2021-09-15刘翠荣赵浩成
杜 超,刘翠荣,阴 旭,赵浩成
(1.晋中学院 机械学院,山西 晋中 030600;2.太原科技大学 材料科学与工程学院,太原 030024)
阳极键合技术作为一种清洁型连接工艺已经广泛应用于同种或异种材料的连接当中,其优点为键合温度低、键合时间短、键合强度高、产生键合应力小、可在不添加任何辅助材料的基础上实现有效键合等[1-2]。目前,阳极键合技术大规模应用于MEMS(微机电系统)器件的封装环节,而随着微型器件功能丰富化及工况复杂化,MEMS器件对封装质量和封装材料的要求也进一步提高[3]。固体电解质是一种具有离子导电性的有机高分子功能材料,拥有质轻、耐蚀、可塑性强等特点,同时又有良好的经济性[4-5]。聚乙二醇(PEG)作为一种固体电解质基体材料,其结构具有良好的空间配位,可提供高密度给电子基团,同时又具有良好的柔性聚醚链段,其醚氧基团易于阳离子相互作用使其溶剂化,易形成均匀体系,这为掺杂改性PEG,从而提高其键合性能提供了良好的结构基础[6-7]。无机颗粒在固体电解质中不仅能够提高基体的机械性能,同时还能够改善离子导电性,拓宽其电化学稳定窗口,增加界面稳定性,常见的无机颗粒有SiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2、TiO2、NaCl等[8-9]。而近年来,稀土元素已在一些超导材料中展露头角,其具有的不饱和3d和4f壳层拥有极其丰富的物理及化学特性。CeO2为一种常见的非磁稀土氧化物,其结构稳定,在软化温度以下不发生相变,这也是其优于其他无机颗粒的一个方面。目前,利用PEG为基体进行改性后作为封装键合材料的研究还鲜有报道,本文以PEG为基体,制备出适于阳极键合封装的固体电解质材料,并研究其与Al的键合性能,该研究拓展了PEG基固体电解质材料在键合封装中的应用。……
