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Hermetisches Packaging
Das hermetische Packaging wird zur Einkapselung von MEMS-Strukturen eingesetzt um diese vor der harschen äusseren Umgebung zu schützen und die Alterung des eingekapselten Sensor/Aktorelements zu reduzieren. Die Kavität wird typisch mit einem inerten Gas gefüllt (bspw. Stickstoff). Über entsprechende Messverfahren kann die Leckrate für das jeweilige Gas bestimmt werden und so eine Aussage über die theoretische Lebensdauer getätigt werden.
Aufbau
Die hermetisch abgedichtete Kavität befindet sich zwischen einemSiliziumsubstrat und einem Glassubstrat. In das Siliziumsubstrat wurden mittels Tiefenätzen (DRIE) Kavitäten und Durchführungen (Vias) geätzt. Die Kavität wurde durch einen thermo-kompressiven Niedertemperaturfügeprozess verschlossen.
Hierzu wurden zwei dünne strukturierte Goldflächen aufeineander gepresst und bei einer Temperatur von 300 °C gefügt. Im selben Prozess wurden vertikale elektrische Durchführungen realisiert, die die Kontakte des Mäanders im Inneren der Kavität auf die Aussenseite des Devices führen.
Kennwerte
- Kontaktwiderstand der Vias: 0.4 ± 0.05 Ω
- Standard Leckrate: 4.3E-10 atm cm3/s
- Kavitätendimension: 10 x 10 mm
- Kavitätentiefe: 200 µm
- Viadurchmesser: 500 µm
- Aspektverhältnis der Vias: 1
Hermetisches Package, bestehend aus einem DRIE geätzten Siliziumsubstrat und einem Glassubstrat verbunden durch Gold zu Gold thermo-kompressives Fügen. Sicht auf das Siliziumsubstrat.
REM-Aufnahme der vertikalen elektrischen Durchführung (Via)