《表4 实验片B芯片剪切强度测试结果》

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《一种MEMS陀螺晶圆级真空封装工艺》

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在实际MEMS制造中，虽然键合环越宽、键合面积越大，键合强度越强，但考虑到芯片面积，键合环不宜过宽[9]。在本方案中，MEMS陀螺键合环宽度已经固定，为了增加键合强度，新制备实验片B，实验片B的其他工艺条件均与实验片A相同，只是在硅面键合环处设计一种浅腔阵列结构。该结构在增大键合面积的同时不增加芯片面积，还起到防止金硅液相合金向键合环外溢流的作用。为直接观察共晶键合效果，将实验片B芯片置于400℃高温下，打开芯片的键合面。在100倍光学显微镜下观察键合面（图4），金面未出现金硅液相合金向键合环外溢流的现象，说明防溢流设计作用效果明显，同时金、硅两面均存在金硅合金，表明形成了稳定的金硅二相系，键合效果良好。剪切力测试结果如表4所示，B1～B10芯片剪切强度为26.0～42.0 MPa，结果表明浅腔阵列结构显著增加了键合强度，达到了MEMS陀螺设计要求。