Il collegamento su wafer, noto anche con l'espressione inglese wafer bonding, è una cosiddetta tecnologia di impacchettamento a livello di wafer (wafer-level packaging technology) per la fabbricazione di sistemi microelettromeccanici (microelectromechanical systems, MEMS), di sistemi nanoelettromeccanici (nanoelectromechanical systems, NEMS), di microelettronica e optoelettronica, che garantisce un incapsulamento meccanicamente stabile ed ermeticamente sigillato. Il diametro dei wafer varia da 100 mm a 200 mm (da 4 pollici a 8 pollici) per gli MEMS/NEMS e fino a 300 mm (12 pollici) per la produzione di dispositivi microelettronici.
Generalità Nei sistemi microelettromeccanici (MEMS) e nanoelettromeccanici (NEMS), il pacchetto o package è una parte importante del dispositivo. Esso migliora un funzionamento corretto e protegge le sensibili strutture interne dalle influenze ambientali quali temperatura, umidità, alta pressione e specie ossidanti. Perciò, la stabilità e l'affidabilità a lungo termine degli elementi funzionali, come pure una frazione significativa dei costi totali del dispositivo, dipendono direttamente dal processo di incapsulamento. In conclusione, il package deve soddisfare i seguenti requisiti: protezione contro le influenze ambientali dissipazione del calore integrazione di elementi con tecnologie diverse compatibilità con la periferia circostante mantenimento del flusso energetico e informativo.
Tecniche I metodi di collegamento comunemente utilizzati e sviluppati sono i seguenti: Termoadesivazione diretta Incollaggio al plasma Legame anodico Collegamento eutettico Incollaggio mediante fritta di vetro Legame adesivo Incollaggio per termocompressione Legame reattivo.
Requisiti Il collegamento dei wafer richiede specifiche condizioni ambientali che possono essere generalmente definite come segue:
superficie del substrato piattezza levigatezza pulizia ambiente del collegamento temperatura di legame pressione ambientale forza applicata materiali materiali del substrato materiali degli strati intermedi.
Il legame effettivo è un'interazione di tutte queste condizioni e requisiti. Quindi, la tecnologia applicata deve essere scelta rispetto al substrato presente e alle specifiche definite, come temperatura max sopportabile, pressione meccanica o atmosfera gassosa desiderata.
Valutazione I wafer collegati sono caratterizzati allo scopo di valutare il rendimento di una tecnologia, la forza del collegamento e il livello di ermeticità, o per i dispositivi fabbricati o ai fini dello sviluppo di processo. Perciò, sono emersi diversi metodi per la caratterizzazione del legame. Da un lato si usano metodi ottici non distruttivi per trovare crepe o vuoti interfacciali accanto a tecniche distruttive per la valutazione della forza del legame, come le prove di tensione o di taglio. Dall'altro lato si sfruttano le proprietà peculiari di gas accuratamente selezionati o il comportamento vibratorio dipendente dalla pressione di microrisonatori per le prove di ermeticità.
Note
Voci correlate Wafer (elettronica) Bonding (elettronica)
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Collegamenti esterni
Categoria:Processi produttivi per l'elettronica Categoria:Dispositivi a semiconduttore