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阳极键合用微晶玻璃的制备及键合影响因素研究

作者：曹欣 Publish: 2007-9-10 Hits:-

【中文题名】

阳极键合用微晶玻璃的制备及键合影响因素研究

【英文题名】

Investigation on Anodic Bonding Influence Factors and Preparation of Glass-creamic Used as Anodic Bonding

【学科专业】

建筑材料与工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-10

【中关键词】

微晶玻璃,阳极键合,热膨胀系数,,,

【英关键词】

Glass-creamic,Anodic bonding,Coefficient of thermal expansion,

【分类导航】

工业技术>金属学与金属工艺>金属学与热处理>合金学与各种性质合金>其他特种性质合金>非晶态合金

【论文摘要】

近年来，随着科学技术的发展微机电系统MEMS(micro electronic mechanical system)在越来越多的领域中得到了运用。但作为在微电子机械系统中所使用的一项重要技术—阳极键合，却依然存在着很多的问题，随着其使用范围的扩大和对键合强度要求的提高，对基片材料提出了新的要求。与传统的玻璃相比较，微晶玻璃具有：机械强度高，硬度大，耐磨性好；具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应恶劣的使用环境；电绝缘性能优良，介电损耗小，介电常数稳定等优点。因此本课题采用微晶玻璃代替传统的耐热玻璃，希望能够找到能够与不锈钢以及硅片适配良好的微晶玻璃组分以及于之配套的热处理工艺制度。本文选用Li_2O-ZnO-SiO_2(LZS)系统的微晶玻璃分别作为与不锈钢适配的基础微晶玻璃成分。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、差热分析(DTA)等测试方法分析了微晶玻璃的内部结构和形貌；应用热膨胀测试、抗折强度测试和测试分析了微晶玻璃的性能。从而了改变基础组成、热处理制度等因素对选定的微晶玻璃系统的结构和性能的影响，确定了合适组成和热处理制度。在此基础上，研究了电压、温度、时间等工艺...

【论文题纲】

摘要	4-6
Abstract	6-11
第一章引言	11-29
1.1 微晶玻璃概述	11-19
1.1.1 微晶玻璃的特点	11-12
1.1.2 微晶玻璃的分类	12-15
1.1.3 微晶玻璃的显微结构	15-18
1.1.4 微晶玻璃的制备	18
1.1.5 微晶玻璃的应用	18-19
1.2 阳极键合概述	19-27
1.2.1 键合技术的种类	19-21
1.2.2 阳极键合的原理	21-22
1.2.3 阳极键合材料的发展	22-24
1.2.4 提高键合强度的方法	24-25
1.2.5 键合强度评价方法	25-27
1.3 课题的目的和意义	27-29
第二章实验	29-35
2.1 实验流程图	29-30
2.2 微晶玻璃的制备	30-31
2.2.1 基础玻璃的制备	30-31
2.2.2.1 实验使用的主要试剂	30
2.2.2.2 基础玻璃的熔制	30-31
2.2.2 热处理方法	31
2.3 微晶玻璃微观结构与性能测试	31-35
2.3.1 X-射线衍射分析	31-32
2.3.2 扫描电子显微镜分析	32
2.3.3 微晶玻璃热膨胀系数测定	32
2.3.4 微晶玻璃抗折强度测定	32-33
2.3.5 微晶玻璃耐化学腐蚀性的测定	33
2.3.6 差热分析	33
2.3.7 原子力显微镜测试	33-35
第三章阳极键合用微晶玻璃研究	35-55
3.1 玻璃原始组成设计	35-42
3.1.1 玻璃组成设计的依据	35-36
3.1.2 原始玻璃成分设计	36-37
3.1.3 热处理制度设计	37-39
3.1.3.1 差热分析(DTA)测试	37-39
3.1.3.2 热处理制度的确定	39
3.1.4 结构与性能测试	39-42
3.1.4.1 X-射线衍射(XRD)测试	39-40
3.1.4.2 热膨胀系数测定	40-41
3.1.4.3 抗折强度测定	41-42
3.2 热处理制度对LZS系统微晶玻璃结构及性能的影响	42-54
3.2.1 热处理制度设计	42-43
3.2.1.1 原始玻璃成分	42
3.2.1.2 热处理制度确定	42-43
3.2.2 热处理工艺制度对微晶玻璃结构的影响	43-49
3.2.2.1 X射线衍射测试分析	43-45
3.2.2.2 扫描电子显微镜微观结构分析	45-49
3.2.3 热处理制度对微晶玻璃性能的影响	49-54
3.2.3.1 热处理制度对热膨胀系数影响	49-51
3.2.3.2 抗折强度测试	51-52
3.2.3.3 化学稳定性能测试	52-54
本章小结	54-55
第四章金属与微晶玻璃阳极键合影响因素研究	55-71
4.1 阳极键合实验装置的设计	55-56
4.2 阳极键合样品的制备	56-57
4.3 阳极键合因素的研究	57-67
4.3.1 电压对阳极键合实验的影响	57-59
4.3.2 击穿电压与微晶玻璃样品面积的关系研究	59-61
4.3.3 温度的对阳极键合实验的影响	61-65
4.3.4 键合时间对阳极键合实验的影响	65-66
4.3.5 金属与微晶玻璃阳极键合成功实验分析	66-67
4.4 现阶段存在问题以及改善方法研究	67-70
4.4.1 选择合适的键合电压	67
4.4.2 提高键合温度	67-68
4.4.3 适当改变键合时所采用电极的形状	68
4.4.4 改善键合样品的表面的状态	68
4.4.5 改善样品的键合环境	68-70
本章小结	70-71
第五章结论	71-72
参考文献	72-75
致谢	75-76
附录	76

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.69889



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