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喷墨打印技术应用于MEMS封装中的稳定纳米颗粒封装

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:设备交互、安装、电气绝缘和封装是MEMS封装的最常见的问题。简单地说,一旦布线图被打印,基板就被烧结从而烧掉有机表面用于稳定纳米颗粒悬浮液的封盖分子。金属喷墨打印MEMS工艺已经被用于VCSEL的机电装配所需的微型夹持器和微型模具的生产制造。在限制焊盘尺寸上,聚酰亚胺通常被打印在铜表面上仅留小部分铜没有被覆盖[51]。图20.7 经5次打印的聚酰亚胺层在铜基上留下50μm大小的铜表面各层可在铜表面的右侧体现[51]

喷墨打印技术应用于MEMS封装中的稳定纳米颗粒封装

设备交互、安装、电气绝缘和封装是MEMS封装的最常见的问题。喷墨打印在这些领域中体现出了非常好的前景,因为它低耗材、数据驱动处理、较理想的分辨率以及广泛的材料相容性。金属线的喷墨打印可以代替一般的引线键合,因为它可以实现更高电气性能和灵活度的小尺寸晶片之间的三维连接[48]。喷墨打印可以实现多功能的整合,而用其他方法却很难实现。

针对这项应用,一般的墨水是金属纳米颗粒的悬浮液,如银或金纳米颗粒溶于可喷墨打印的溶剂中[19,49]。在本书的其他地方也有讨论有关纳米颗粒打印。简单地说,一旦布线图被打印,基板就被烧结从而烧掉有机表面用于稳定纳米颗粒悬浮液的封盖分子。由于纳米金属的表面能比普通金属小,纳米颗粒在较低温度下开始结合,形成一个大的电阻率接近于块体金属的金属晶体。不同的元器件之间的连接如球体、线形和三维结构,由铋,锡铅共晶以及高、低铅合金形成[48,50]

金属喷墨打印MEMS工艺已经被用于VCSEL的机电装配所需的微型夹持器和微型模具的生产制造。Nallani等人[46]展示了用喷墨打印Sn/Pb焊点并通过简易廉价的过程回流材料的方法将四个面外VCSEL阵列安装和电气连接。

电子封装介质的喷墨打印(如聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸酯)都已被论证[51]。聚酰亚胺对于电子封装来说是一种非常棒的材料,因为它具有高的热稳定性、无孔介质表面以及绝缘性。在限制焊盘尺寸上,聚酰亚胺通常被打印在铜表面上仅留小部分铜没有被覆盖(见图20.7)[51]。喷墨打印40μm的聚酮树脂作为覆金属电极间的绝缘体从而形成了绝缘电极[19]。(www.xing528.com)

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图20.7 经5次打印的聚酰亚胺层在铜基上留下50μm大小的铜表面各层可在铜表面的右侧体现[51]

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