Untersuchung der Grenzflächenreaktionen Glaslot-gebondeter Mikrosysteme

Abstract:
Das Glaslot-Bonden hat sich als Technologie für das Verkapseln und Verbinden von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) etabliert. Dabei werden niedrigschmelzende, bleihaltige Glaslotpasten (Blei-Zink- Borosilikatglaspulver mit keramischen Füllern und Bindern) mittels Siebdruck aufgetragen, thermisch konditioniert und anschließend thermo-kompressiv gebondet. Unter den herstellungsprozess- und einsatzbedingten Temperaturbelastungen bilden sich bei Verwendung bleihaltiger Glaslotpasten an der Grenzfläche Silizium-Glaslot kugelförmige Bleiausscheidungen. Derartige Ausscheidungen können die Zuverlässigkeit der Bauteile beeinflussen. In diesem Beitrag soll der Einfluss verschiedener Oberflächenschichten (Silizium und aufgebrachte Schichten), Temperaturstufen und Zeiten auf die Ausbildung, Form und Anzahl der Bleiausscheidungen untersucht werden. Außerdem wird die Bruchfestigkeit der glaslot-gebondeten Verbindungen im Zugversuch und die Risszähigkeit mit Hilfe des Mikro Chevron Tests ermittelt. Die Resultate der mechanischen Tests werden mit den Ergebnissen der mikrostrukturellen Untersuchungen korreliert.