嵌入式静电键合监测与控制系统的设计与研究

发布时间：2024-03-10 13:12

　　静电键合作为MEMS的关键封装技术之一,广泛应用于MEMS器件的制备,同时静电键合设备是静电键合技术实现的基础。然而现有键合设备存在着器件分立、体积大、成本高等问题。本课题针对这一问题,设计并实现了一套嵌入式的静电键合监测与控制系统,本系统能够实现实时监测与控制整个静电键合过程,保证了系统的小型化、低成本、高性能。本课题设计了集成电压控制、温度控制、以及电流采集功能的控制主板。该主板以STM32F103RET6芯片为处理器,通过AD5612输出0～5V的调节电压来控制高压直流电源输出0～2000V电压;通过双向可控硅电路来控制加热电阻丝的导通时间并采用K型热电偶采集温度;通过INA180电路检测放大微安级电流信号并采用16位的AD7980进行模数转换;通过以太网模块与上位机通信。本课题设计了STM32软件和上位机软件。基于STM32F103RET6芯片移植了u COSii操作系统和Lw IP协议栈,并根据系统功能设计了多任务程序。通过Lab VIEW工具设计了上位机软件,能够监测并控制整个键合过程中的电压、温度以及电流,并且提供数据曲线显示、数据保存等功能。此外,由于加热器具有热惯性大...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1切割后的静电调修的圆盘结构MEMS陀螺仪[20]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-1切割后的静电调修的圆盘结构MEMS陀螺仪[20]圆片级的气密性封装可以通过静电键合来实现，在高温条件下将硅片和硼硅玻璃可靠地结合在一起[21]，常用于SOI压力传感器的制备。由于硅片和硼硅玻璃片的热膨胀系数不能匹配，在冷却后圆片会存在残....

图1-2超声辅助的静电键合设备[25]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-2超声辅助的静电键合设备[25]中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的SN200811035型晶片键合机，最高温度420℃，最大压力3000mbar，最高电压2000V，能够实现对准键合，套刻键合精度达±5μm。由于商用的静电键合设备价格高....

图1-3多层静电键合设备[26]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-2超声辅助的静电键合设备[25]中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的SN200811035型晶片键合机，最高温度420℃，最大压力3000mbar，最高电压2000V，能够实现对准键合，套刻键合精度达±5μm。由于商用的静电键合设备价格高....

图1-4多功能真空键合设备[27]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-图1-4多功能真空键合设备[27]1.2.3国内外研究现状简析总的来说，作为MEMS封装关键技术之一的静电键合技术发展与应用已经趋于成熟[28]，常用于MEMS器件的制备，广泛应用于硅圆片级封装、器件封装、真空封装和微纳封装[29]。目前国内外....

本文编号：3924846