MEMS芯片三種制造工藝

體微加工技術、表面微加工技術、LIGA技術等是MEMS制造的主要工藝，前兩者目前應用最廣、技術最成熟。

體微加工（Bulk Micromachining)，是一種通過各向異性或各向同性刻蝕襯底的方法在硅襯底上制造各種機械結構器件的技術。其特點是設備簡單、投資少，但只能做形狀簡單的器件，深寬比小的器件。是通過對硅材料的腐蝕得到的，消耗硅材料較多(有時稱作減法工藝），而且只能以硅材料為加工對象。是指將硅襯底自上而下地進行刻蝕的工藝，這種技術通過各向異性或各向同性刻蝕襯底的方法在硅襯底上制造各種機械結構器件，包括濕法刻蝕和干法刻蝕，是制備具有立體結構的MEMS器件的重要方法。

▲MEMS芯片體微加工流程

表面微加工(Surface Micromachining)，涉及的主要技術包括薄膜淀積、光刻和刻蝕：薄膜淀積技術是指在襯底表面通過物理或化學方法沉積一層納米級或微米級厚度的薄膜；光刻是一種將光學掩模版上的圖形復制到襯底表面的工藝，即通過對光刻膠層進行有選擇性的光源照射，改變膠層的化學性質，然后利用顯影液溶解光刻膠上發生化學變化的可溶解區域得到圖形的過程。

表面微加工技術通過在犧牲層薄膜上淀積結構層薄膜，再移除犧牲層釋放結構層，從而達到結構可動的目的，其主要步驟包括淀積薄膜、光刻圖形化、淀積犧牲層薄膜、犧牲層圖形化、淀積機械結構層薄膜、機械結構層圖形化、去除犧牲層（釋放結構）表面微加工技術可以實現加工10μm厚度內的微結構，可以實現多層懸空結構，是MEMS加工工藝中不可替代的微加工技術，因其加工結構的特殊性而對器件的力學性質要求較高，并且需要解決粘連、殘余應力、摩擦、驅動等問題。

▲MEMS芯片表面微加工流程

LIGA工藝（光刻、電鑄和模造）是德語光刻(Lithographie)、電鍍（也稱電鑄）(Galvanoformung)和壓模(Abformung)的簡稱。LIGA技術可加工金屬、塑料等非硅材料，同時可加工深寬比大的零件，這是體微加工和表面微加工難以做到的。但該工藝要通過同步加速器輻射裝置產生的高能射線作為主要的加工方法，設備昂貴，投資大。

LIGA四個工藝組成部分：LIGA掩模板制造工藝；X光深層光刻工藝；微電鑄工藝；微復制工藝。

▲LIGA工藝流程

MEMS芯片的主要制造工藝

MEMS工藝以成膜工序、光刻工序、蝕刻工序、鍵合工序等常規半導體工藝流程為基礎。

SOI是Silicon On Insulator的縮寫，即絕緣襯底上的硅，該技術是在頂層硅和背襯底之間引入了一層埋氧化層。在MEMS中可以使用氧化膜層作為硅蝕刻的阻擋層，因此能夠形成復雜的三維立體結構。

晶圓粘合/熱剝離片工藝

通過使用支撐晶圓和熱剝離片，可以輕松對薄化晶圓進行處理等。

晶圓鍵合是晶圓級的封裝技術，用于制造微機電系統（MEMS）、納米機電系統（NEMS）、微電子學和光電子學，從而確保機械穩定且密封的封裝。

晶圓鍵合工藝，是指通過溫度、壓力、電壓等外部條件的作用，讓兩個襯底材料（如硅-硅或硅-玻璃等）形成足夠的接觸，最終通過相鄰材料的界面之間形成的分子鍵作用力或化學鍵，將兩個襯底材料結合為一體的技術。

晶圓鍵合大致分為“直接鍵合”、“通過中間層鍵合”2類。

直接鍵合不使用粘合劑等，是利用熱處理產生的分子間力使晶圓相互粘合的鍵合，用于制作SOI晶圓等。

通過中間層鍵合是借助粘合劑等使晶圓互相粘合的鍵合方法。

晶圓鍵合技術在半導體領域具有廣泛應用，可以實現不同材料間的無縫連接，從而創造出更加復雜、高性能的器件。

芯片封裝清洗：

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

合明科技運用自身原創的產品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

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