静电键合影响因素
MEMS键合工艺简介课件
• 晶片制备 • 光刻 • 淀积 • 掺杂 • 键合 • 刻蚀
MEMS键合工艺简介
键合
MEMS键合工艺简介
ห้องสมุดไป่ตู้合
MEMS键合工艺简介
键合工艺
键合：静电键合、热键合、“复合”键合 键合的目的是通过外界作用将多个基片“粘接” 不同的键合方式，键合原理不同
MEMS键合工艺简介
静电键合
静电键合：Wallis和Pomerantz于1969年提出，静电键合可把金属、 合金、半导体与玻璃键合
MEMS键合工艺简介
原理：三个阶段
• 室温~200度：表面吸附的OH根在接触区产生氢键，随温 度增高，OH根得到热能增大迁移率，氢键增多，硅片产 生弹性形变，键合强度增加。在200~400度间，形成氢键 的两硅片的硅醇键聚合反应，产生水合硅氢键，键合强度 迅速增大 Si-OH+HO-Si——Si-O-Si+H2O
MEMS键合工艺简介
静电键合
工艺及工艺参数的影响 •温度： 低温：没有导电电流，键合无法进行 高温：玻璃软化，无法键合 一般：180~500度 •电压： 低压；静电力减弱，
无法键合 高压：击穿玻璃 一般：200~1000伏
MEMS键合工艺简介
静电键合
• 键合产生的应力：热膨胀系数相近、热匹配 • 电极形状：点接触、平行板电极 • 非导电绝缘层的影响；减弱静电力，460nm后，键合失效 • 表面粗糙度的影响 • 极化区中残余电荷的作用；键合完成后在极化区内残余的
• 表面平整度： • 沾污粒子：1微米粒子产生4.2mm孔洞
足够清洗、超净环境、平整表面、高温处理、
低温键合：在小于500度下完成键合
MEMS键合工艺简介
复合键合
埋氧层及铝层对SOI／玻璃静电键合的影响
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｘ ｅｉ ｎａ ｒபைடு நூலகம் ｓ ｎ ｈ ｎ ｍｅ ａ ｆ Ｓ ａ ｄ Ｐ ｒｘ ｇａｓ ｂ ｎ ｉｇ ｗｅｅ ｐ ｅｅ ｔｄ Ａｎ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｄ ｐ ｅ ｏ ｎ ｏ ＯＩ ｎ ｙｅ ｌｓ ｏ ｄｎ ｒ ｒｓｎｅ ．
ｔｅ ｏ ｈ ｂ ｎｄｉ ｃ ｒ ｎｔ ｎ ｂｏ ｉ ｗａ ｅ ｐｒ ａ ｉ ｗｅ ｅ Ｂｏ ｉ ｇ ｕ ｒ ｎ ｎｄ ｏｎ ｎ ｒ ｔ ｗ ｏ ｌ ｂ ｉ ｒａｓ ｄ ｎｇ ｕｒｅ ａ ｄ ｎｄｎｇ ｖ ｓ ｅ ｄｎｇ ｒ． ｎｄ ｎ ｃ ｒｅ ｔ ａ ｂ ｄｉｇ ａ ｅ ｕ ｄ ｅ ｎｃ ｅ ｅ
验也表 明玻璃表面溅射铝层对键合产生较 大影响。理论分析 了产生这些现 象的原 因， 出埋 氧层厚度 和键合 电 得
压 与静 电力 的 关 系式 。 还提 出从 阳极 引一探 针 电极 到 Ｓ 器件 层 ， 高玻 璃耗 尽 层 与 器件 层之 间 电 压 ， ＯＩ 提 实现 厚 埋
氧 层 Ｓ 片 与玻 璃 键 合 的 方 法 。 ０Ｉ
应用在 Ｃ ＭＯＳ等 Ｉ 工业 ， Ｃ 特别在 微 处理 器 （ Ｐ Ｃ Ｕ） 中的 应用 ， 其技 术含 量 高 ， 加值 大ｆ 。厚器 件 层 附 州 Ｓ １ 圆则 主要 应 用在 ＭＥ Ｏ 晶 ＭＳ、电 力组件 、传 感 器 、 电组件 等方 面＿ Ｏ１ 光 ７ Ｊ 。Ｓ 器件 层与 玻璃键 合 ， 可 以 制备 均 匀 、 密 、 整 、 应 力 的硅薄 膜 【， 用 致 平 低 ８应 ＿
摘 要 ： 介绍 了 Ｓ Ｉ ｙ ｘ Ｏ／ ｒ 玻璃静电键合 的实验过程和实验现 象， Ｐｅ 利用电流表 对静 电键合 电流进行测量 。发现
埋 氧层 厚 度 越 厚 ， 合 电流越 小 ， 合 波 扩散 速 度 越 小。 高键 合 电 压 ， 有 效增 大键 合 电流 及 加 快键 合 速 度 。 键 键 提 能 实
静电键合影响因素
提高温度和提高电压对键合质量的提高的影响却不一样，不同学者的研究结果都表明键合温度对键合质量的影响更大。
1.温度影响（200~450℃）a）在350--360℃之间进行键合时，键合速度和键合引起的应力和变形是最好的折中。
（9.16cm，525um厚）。
b）温度超过200℃时，在直流电场的作用下钠离子能摆脱玻璃内部晶格的束缚，向阴极移动。
c）膨胀系数:PYREX 7740玻璃在3.3xl0-6/℃左右，硅2.33×10-6/℃左右。
第一个交点20℃左右；第二个相交点在280℃左右；第三个相交点在540℃左右。
在20~280 ℃时，玻璃比硅的膨胀系数大，而在280~540℃时，硅比玻璃的热膨胀系数大一些。
PYREX 7740玻璃软化点820℃短期使用<10h 550℃长期使用≧10h 450℃2.电压影响（200~1000V）键合电压的上限是玻璃不发生击穿，下限则要保证静电吸引力能够引起键合材料的弹性或塑性变形，使键合界面发生紧密接触，从而产生键合。
3.电极影响a).采用点电极进行键合，键合质量好但速度慢。
键合区域由电极处向外扩展，可以避免键合界面空洞的产生，提高键合质量，但时间较长。
b).板电极进行键合，速度快。
键合界面处容易产生的空洞等缺陷。
4.实例a).10mm*10mm*0.5mm薄片。
温度：400℃，电压：750V，键合压力：0.1MPa。
b).15 mm×15 mm×400um硅片,15 mm×15 mm×350um pyrex7740#玻璃。
采用平板阴极方式键合，温度：350℃，电压：400V。
c).20mm×20 mm×2mm薄片。
温度：250～450℃，电压为200～750V，压力为0．05～l MPa。
时间5～10min。
d).直径9.16cm，厚度525um。
温度：350--360℃；电压：200~1000V；压力：3*10-3Kpa~100Kpa。
静电干扰的耦合机制及对策
静电干扰的耦合机制及对策措施摘要：静电放电产生的电磁干扰会通过不同的耦合途径耦合到电子设备中，可能会导致设备运行异常甚至损坏。
本文首先介绍了静电干扰的来源以及静电干扰对电子设备、电子元器件的影响，本文接着指出了静电干扰的几种主要耦合机制，并总结出了一些针对静电干扰的对策措施，本文最后简要说明了对电子设备模拟静电放电的测试方法。
一、静电干扰的来源“摩擦起电”是人所共知的。
当不同材料的物体（主要是非金属）相互接触摩擦时，物体间的电荷分布就有可能改变，其中一些物体倾向于释放电子，而另一些物体则会倾向于吸引电子，当这些物体分开时，这些物体会因为电子的转移而形成一定的电位，我们将这一客观存在的电位称之为静电。
物体也可能通过感应等方式带上静电。
当两个存在电位差的物体相互靠近到一定距离时，其间的电位差将感应出电流，并传送相应的电量以抵消电位差，我们将这一过程称之为静电放电，英文缩写为ESD（Electrostatic discharge）。
人体是电子设备最常碰到的静电放电的来源之一。
人体所带的静电量的多少主要与人体所接触的环境及人体本身的一些因素有关，特别是与环境中的相对湿度有关，越是干燥的环境，人体所带的静电就会越多，人体所带的静电量最高可达30KV左右，一般不会高于此值，这是由电晕效应所决定的。
二、静电干扰的影响静电放电过程中，将会产生潜在的具有破坏性的大电流、高电压以及电磁场，可能会使在附近运行的电子设备工作异常，甚至可能会导致设备的损伤或损坏。
静电放电对电子设备硬件的破坏机理与浪涌信号对电子设备硬件的破坏机理差不多，主要有两种机制：一种是由于大电流导致设备硬件过热，从而使元件热失效；另一种是由于高电压导致设备绝缘击穿，这两种都是直接的破坏方式。
当然静电放电也可能对设备硬件产生间接的损坏，例如静电干扰有可能使不能同时导通的晶体管同时导通从而造成二次破坏，其结果往往也是硬件的损伤或损坏。
在实际情况中，这几种破坏机制也有可能在同一设备中同时发生。
MEMS工艺(12键合与封装)
暴露的表面能够抵抗外部杂质的污染
使封装内部避免潮湿，环境的湿度可以导 致精细的微型光机械元件的粘附
机械接口
机械接口涉及到MEMS中可动部分的设
计问题，需同它们的驱动机构连接起来； 不恰当的处理接口会造成微元器件的故障 和损坏
电机械接口
电的绝缘、接地和屏蔽是这类MEMS微系统的
典型问题。这些问题在低电压级的系统中表 现的更为明显
静电键合中，静电引力起着非常重要的作用。例 如，键合完成样品冷却到室温后，耗尽层中的电 荷不会完全消失，残存的电荷在硅中诱生出镜象 正电荷，它们之间的静电力有1M P a左右。可见 较小的残余电荷仍能产生可观的键合力。 另外，在比较高的温度下，紧密接触的硅/玻璃 界面会发生化学反应，形成牢固的化学键，如 Si-O-Si键等。如果硅接电源负极，则不能形成 键合，这就是“阳极键合”名称的由来。
Si-Si或SiO2-SiO2直接键合的关键是 在硅表面的活化处理、表面光洁度、 平整度以及在工艺过程中的清洁度。
硅硅键合表面
缺点：
Si-Si和SiO2-SiO2直接键合需在高温 （700～1100C）下才能完成，而高温处理 过程难以控制，且不便操作；
因此，能否在较低温度或常温下实现Si-Si 直接键合，就成为人们关注的一项工艺。 这项工艺的关键是，选用何种物质对被键合 的表面进行活化处理。
与主要的信号处理电路封装 ； 需要对电路进行电磁屏蔽、恰当的力和热 隔离； 系统级封装的接口问题主要是安装不同尺 寸的元件
微系统封装中的接口问题
接口问题使得为器件和信号处理电 路以及考虑密封工作介质和电磁场 问题而选择合适的封装材料成为微 系统成功设计中的一个关键问题
生物医学接口 光学接口 机械接口 电机械接口 微流体学接口
静电对电子IC封装的影响
静电对电子IC封装的影响随着我国国民经济的持续稳定增长和生产技术的不断创新发展，生产工艺对生产环境的要求越来越高。
大规模和超大规模Ic生产中的前后道各工序对生产环境提出了更高要求，不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度，还需要对静电防护引起足够的重视。
众所周知，封装业属于整个IC生产中的后道生产过程，在该过程中，对于塑封IC、混合IC 或单片IC，主要有晶圆减薄(磨片)、晶圆切割(划片)、上芯(粘片)、压焊(键合)、封装(包封)、前固化、电镀、打印、后固化、切筋、装管、封后测试等等工序。
各工序对不同的工艺环境都有不同的要求。
静电因素对IC封装的影响首先，静电产生的原因是随处可见的。
在科技飞速发展和工业生产高度自动化的今天，静电在工业生产中的危害已是显而易见的，它可以造成各种障碍，限制自动化水平的提高和影响产品质量。
这里结合我厂在集成电路封装、生产过程的实际情况来说明之所以有静电的产生，主要有以下几个方面的原因。
3．1 生产车间建筑装修材料多采用高阻材料IC生产工艺要求使用洁净车间或超净车间。
要求除尘微粒粒径从以往的0．3μm变到0．1μm拟下，尘粒密度约为353个／m3。
为此，除了安装各吸尘设备之外，还要采用无机和有机不发尘材料，以防起尘。
但对于建材的电性能没有作为一项指标考虑进去。
工业企业洁净厂房设计规范中也未作规定。
IC工厂的洁净厂房主要采用的室内装修材料有：聚氨酯弹性地面、尼纶、硬塑料、聚乙烯、塑料壁纸、树脂、木材、白瓷板、瓷漆、石膏等等。
上述材料中，大部分是高分子化合物或绝缘体。
例如，有机玻璃体电阻率为1012~1014Ωcm，聚乙烯体电阻率为1013~1015ncm，因而导电性能比较差，某种原因产生静电不容易通过它们向大地泄漏，从而造成静电的积聚。
3．2人体静电洁净厂房操作人员的不同动作和来回走动，鞋底和地面不断的紧密接触和分离，人体各部分也有活动和磨擦，不论是快走、慢走，小跑都会产生静电，即所谓步行带电；人体活动后起立，人体穿的工作服与椅子面接触后又分离也会产生静电。
化学键的强度与稳定性的因素
化学键的强度与稳定性的因素化学键是化学中的一种重要的物质结构，它决定了物质的性质和稳定性。
化学键的强度和稳定性受到多种因素的影响，包括原子间的距离、原子的电负性、配位数、晶体结构等。
本文将详细讨论这些因素对化学键强度和稳定性的影响。
1. 原子间的距离原子间的距离对化学键的强度和稳定性有重要影响。
当两个原子距离适中时，它们的电子云能够重叠并形成较强的化学键。
如果原子间距离太远，则电子云重叠不足，化学键强度减弱。
相反，如果原子间距离太近，则电子云的排斥力过大，也会导致化学键的不稳定性。
2. 原子的电负性原子的电负性是描述原子吸引电子能力的物理量。
在共价键中，原子的电负性差异决定了电子密度分布的不均衡，从而产生极性共价键。
极性共价键较非极性共价键更强，因为电负性较高的原子更强烈地吸引电子。
这导致共价键的极性越大，其强度和稳定性越高。
3. 配位数在离子键和金属键中，配位数是影响化学键强度和稳定性的重要因素之一。
配位数指的是一个离子或金属离子周围被其配位的阴离子或配体的个数。
一般来说，配位数越高，化学键的强度和稳定性越大。
这是因为更多的配位能够提供更多的静电相互作用和范德华力，增强了化学键的稳定性。
4. 晶体结构在晶体中，分子间的化学键主要是通过范德华力相互作用而形成的。
晶体结构对这些非共价键的强度和稳定性有显著影响。
例如，离子晶体中，正负离子通过离子键结合，在晶体中形成稳定的结构。
另一方面，分子晶体中，分子通过范德华力相互作用在晶体中紧密排列。
晶体结构的稳定性直接影响了化学键的强度和稳定性。
总结起来，化学键的强度和稳定性受到多种因素的影响，包括原子间的距离、原子的电负性、配位数和晶体结构。
了解这些因素对化学键的影响，有助于深入理解物质的性质和反应特点。
进一步研究和应用这些知识，可以在新材料的设计和合成中发挥重要作用，促进科学技术的进步。
键合工艺
键合工艺
热键合：高温处理后，硅片直接键合在一起。Lasky提出 硅直接键合（SDB） 硅熔融键合（SFB） 直接样品键合（DWB） 工艺： • OH-浸泡处理 • 表面帖合 • 高温处理
原理：三个阶段 • 室温~200度：表面吸附的OH根在接触区产生氢键，随温 度增高，OH根得到热能增大迁移率，氢键增多，硅片产 生弹性形变，键合强度增加。在200~400度间，形成氢键 的两硅片的硅醇键聚合反应，产生水合硅氢键，键合强度 迅速增大 Si-OH+HO-Si——Si-O-Si+H2O • 500~800度：水基本不扩散，OH根破坏桥接氧原子的一个 键，使之转换为非桥接氧原子，使键合面带负电荷 HOH+ Si-O-Si——2H++2Si-O• 800度以上：水扩散显著，间隙和空洞中的水扩散到氧化 硅中，产生局部真空空洞，硅片发生塑性形变消除空洞。 SiO2产生粘滞流动，消除微间隙。大于1000度后，临近 原子相互反应产生共价键，键合完成
键合工艺
键合：静电键合、热键合、“复合”键合 键合的目的是通过外界作用将多个基片“粘接”
不同的键合方式，键合原理不同
键合工艺
静电键合：Wallis和Pomerantz于1969年提出，静电键合 可把金属、合金、半导体与玻璃键合 原理： • 硼硅玻璃、磷硅玻璃在一定温度下软化，行为类似 电解质，外加电压下，正离子（Na）向阴极漂移， 在阳极形成空间电荷区，外加电压落于空间电荷区， 漂移停止 • 如硅接阳极，玻璃接阴极，硅玻璃接触，在界面形 成的负空间电荷区与硅发生化学反应，形成化学键 Si-O-Si，完成键合 • 可通过检测电流监测键合是否完成
键合工艺
工艺及参数影响 • 表面处理的作用：吸附OH根很关键 NH4OH、H2SO4、等离子体处理 • 温度的影响； • 与温度有关的孔洞；沾污碳氢化合物随温度生高 （200~800度）释放产生孔洞，大于1100高温退 火或先800度退火处理可消除 • 键合强度：随温度生高增加 • 界面氧化层的稳定：三种机制解释 • 表面平整度： • 沾污粒子：1微米粒子产生4。2mm孔洞 足够清洗、超净环境、平整表面、高温处理、
MEMS工艺(12键合与封装)
微流体学接口
微流体的密封和通道的接触壁与流体之间的
接口是与接口相关联的两个主要的封装问题
三、封装技术
1、芯片准备 2、表面键合 3、引线键合 4、密封
1、芯片准备
使用一个完整的硅晶片只生产一个芯片或者
使用一个晶片制作一个装臵，这在MEMS和微 系统中是很少见的
2、表面键合
微系统元件的键合是在微系统封装中最具有
MEMS封装的特点
具有可动结构；目前的技术水平难以实现单 片集成；有些MEMS器件的检测信号比较微 弱，需要减小传输损耗，进行微封装；需要 电、声、光、流体等多种I/O端口，而电路部 分需要气密封装；需要研究封装与MEMS器 件之间的应力、温度传导。 气密MEMS封装能给芯片提供气密环境，减 少了恶劣环境中的酸性气体、水汽、灰尘等 对微机构的腐蚀和破坏。
试验证明： 惰性气体（如氩气Ar ）与硅表面上的原 子不发生反应，但却能激活硅表面。 在真空环境下，采用Ar离子束对已预处 理过的硅表面进行腐蚀，并使表面清洁 化，经过这样的处理的一对硅表面，在 室温、真空条件下，便能实现牢固的键 合。其键合强度与高温下直接键合的强 度等同。
键合的过程
先对要键合的一对硅片进行表面处理和清洗；
5）、金属共熔键合
所谓金属共熔键合，是指在被键合的 金属表面夹上一层金属材料膜，形成3 层结构，然后在适当的温度和压力下 实现熔接。 共熔键合常用材料： 金－硅，共熔温度为360～400C
铝－硅，共熔温度接近600C
金硅共熔
金硅共熔键合常用于微电子器件的 封装中，用金硅焊料将管芯烧结在 管座上。金硅焊料是金硅二相系 （硅含量为19at.%），熔点为363C， 要比纯金或纯硅的熔点低得多。
挑战性的问题； 微系统工业对发展新的，更有效的键合技术 和工艺进行了顽强的努力
玻璃与玻璃的静电键合_概述说明以及概述
玻璃与玻璃的静电键合概述说明以及概述1. 引言1.1 概述玻璃与玻璃的静电键合是一种重要的微电子制造技术，它在集成电路、显示器件和光纤器件等领域中得到广泛应用。
静电键合技术通过利用物体表面的静电力和化学反应产生的结合力，将两个玻璃材料永久地粘接在一起。
这种键合方式无需使用胶水或其他粘接剂，因此可以避免由于外部介质对元器件性能和可靠性产生的不利影响。
本文将探讨玻璃与玻璃的静电键合技术的基本概念、原理和实验方法。
首先，我们将介绍玻璃材料的特性及其在各个行业中的广泛应用。
然后，我们将回顾静电键合技术的定义和发展历程，以了解该技术在微电子制造领域中的重要性和发展趋势。
接下来，我们将详细介绍静电键合的基本原理和作用机制，包括表面处理、放电过程和结合力生成等关键步骤。
在实验方法与步骤部分，我们将讨论所需的材料准备和实验仪器，并提供实验步骤和操作流程的详细说明。
此外，我们还将介绍如何进行数据收集和结果分析，以验证静电键合技术的可行性和效果。
在应用案例及优缺点分析部分，我们将重点介绍静电键合在微电子制造中的应用案例，并评估该技术的优点和局限性。
同时，我们还将探讨可能存在的问题，并提出解决方案以改进静电键合技术。
最后，在结论与展望部分，我们将总结引言部分所述内容，并对静电键合技术未来发展趋势和前景进行展望。
同时，我们也会提出建议或思考问题，以促进该技术的进一步研究和应用。
通过本文的撰写，旨在为读者提供关于玻璃与玻璃的静电键合的全面概述，并帮助读者深入理解该技术在微电子制造中的重要性和应用前景。
2. 玻璃与静电键合的基本概念与原理2.1 玻璃的特性和应用：玻璃是一种非晶态固体，具有高度的透明性和抗化学腐蚀性，常用于制作窗户、容器以及光学元件等。
其主要成分为硅酸盐或硼酸盐，在制备过程中可以加入其他元素来调整其物理化学性质。
2.2 静电键合技术的定义和发展历程：静电键合技术是利用静电力将两个材料或器件连接在一起的一种方法。
有机化学中的静电作用与键形成
有机化学中的静电作用与键形成静电作用是指由于电子的移动而产生的电荷分布不均匀而引起的相互作用。
在有机化学中，静电作用在键形成中起着重要的作用。
本文将探讨有机化学中的静电作用对键形成的影响。
一、静电作用的基本原理静电作用是由于电子的移动而产生的电荷分布不均匀而引起的相互作用。
在有机化学中，分子中的原子通过共价键相互连接。
共价键的形成是由原子之间的电子云重叠而产生的，而静电作用则是由于电子云的分布不均匀而产生的。
二、静电作用对键形成的影响1. 极性分子的键形成极性分子是指分子中存在正负电荷分布不均匀的情况。
在极性分子中，正负电荷之间存在静电作用，这种静电作用可以增强键的稳定性。
例如，水分子中氧原子带负电荷，氢原子带正电荷，氧原子和氢原子之间的静电作用增强了氢键的稳定性。
2. 非极性分子的键形成非极性分子是指分子中不存在正负电荷分布不均匀的情况。
在非极性分子中，静电作用对键的形成没有直接的影响。
但是，静电作用可以通过改变分子的电荷分布来间接影响键的形成。
例如，通过改变分子的电荷分布，可以使非极性分子形成氢键或离子键。
3. 静电作用的方向性静电作用具有一定的方向性。
在有机化学中，静电作用的方向性对键的形成起着重要的作用。
例如，在分子中存在亲核原子和电荷亲和性较大的原子时，静电作用可以使亲核原子与电荷亲和性较大的原子之间形成键。
这种静电作用的方向性对于有机合成中的反应选择性具有重要的意义。
三、静电作用与键的稳定性静电作用可以增强键的稳定性。
在有机化学中，键的稳定性对于化学反应的进行起着重要的作用。
静电作用可以通过增强键的稳定性来促进化学反应的进行。
例如，在有机合成中，静电作用可以使反应物之间形成更稳定的键，从而提高反应的产率。
四、静电作用的应用静电作用在有机化学中有着广泛的应用。
例如，在药物设计中，静电作用可以用来增强药物分子与靶标分子之间的相互作用，从而提高药物的活性。
此外，在催化剂设计中，静电作用可以用来调节催化剂的活性和选择性。
静电键合_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解静电键合的基本原理和操作方法。
2. 掌握静电键合实验的操作步骤和注意事项。
3. 通过实验验证静电键合的可行性，并分析影响静电键合效果的因素。
二、实验原理静电键合是利用静电吸引力使两个物体表面发生结合的一种方法。
当两个物体表面带有相反电荷时，它们之间会产生静电吸引力，从而使物体表面紧密贴合。
静电键合广泛应用于电子封装、精密加工等领域。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：静电键合机、显微镜、电势差计、测试样品（金属片、塑料片等）、电源、夹具、导电液、绝缘液、实验记录本等。
2. 实验材料：金属片、塑料片、导电液、绝缘液等。
四、实验步骤1. 准备样品：将金属片和塑料片分别清洗、干燥，并放置在实验台上。
2. 设置静电键合机：打开静电键合机，根据实验要求设置参数，如电压、时间、距离等。
3. 静电键合：将金属片和塑料片放入静电键合机的夹具中，开启电源，使两个物体表面带上相反电荷，待时间到后关闭电源。
4. 取出样品：打开夹具，取出金属片和塑料片，观察静电键合效果。
5. 测试样品：使用显微镜观察样品的键合情况，记录键合面积、键合强度等数据。
6. 重复实验：改变实验参数，如电压、时间、距离等，重复实验步骤，观察静电键合效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，观察到金属片和塑料片在静电键合后，表面紧密贴合，无明显缝隙，键合面积较大，键合强度较高。
2. 分析：（1）电压：实验结果表明，电压越高，静电键合效果越好。
这是因为电压越高，两个物体表面所带电荷量越大，静电吸引力越强，从而提高键合效果。
（2）时间：实验结果表明，时间越长，静电键合效果越好。
这是因为时间越长，静电吸引力作用时间越长，使两个物体表面更紧密贴合。
（3）距离：实验结果表明，距离越近，静电键合效果越好。
这是因为距离越近，两个物体表面所带电荷量分布越均匀，静电吸引力越强。
（4）材料：实验结果表明，不同材料的键合效果存在差异。
化学反应中的键合与构象
化学反应中的键合与构象化学反应是化学学科的核心内容之一，通过探究化学反应的机理以及化学反应中化学键的形成和分解过程，可以更深入地了解化学原理。
而化学键合和构象也是化学反应中的重要内容，可以影响反应速度和反应产物的稳定性。
本文将深入探讨化学反应中的键合与构象。
一、化学键合化学键是由两个或多个元素通过共享或转移电子而建立的化学连接。
化学键的形成涉及到电子云之间的相互作用和空间排布。
依据了解的电子排布而形成的键合被称为共价键，电子从一个原子转移到另一个原子而形成的键称为离子键，而通过金属原子之间传递电子建立的键称为金属键。
1. 共价键共价键是化学键中最常见的类型。
这种化学键是由两个不同元素之间的化学键合形成的。
共价键的形成需要两个原子之间的电子云重叠，这使得每个原子所拥有的电子数增加，成为两个原子之间共享的电子。
共价键的强度和分子之间相对位置有关，因为它与分子的键角度和长度有关。
2. 离子键离子键是由一个相对电负性更强的非金属原子凭借自己剩余的电子而形成的键。
由于更活泼的原子可以吸收一个电子，这使该原子形成带负电的离子，而散失电子的原子则会带上一个正电荷，从而形成带正电荷的离子。
因此，这两个离子之间的静电相互作用就在原子之间建立了一个离子键。
由于离子键的强度主要取决于阳离子和阴离子的电荷，它们之间的距离也会影响离子键的强度。
3. 金属键金属键是由相邻的原子之间通过共享外层电子而形成的键。
由于金属原子中外层电子的共享，使得金属原子之间相对稳定的连接，而金属键的形成也使得整个金属的物理、化学性质大不相同。
金属键的强度主要取决于金属原子内部的电子密度和横向电子排布，这也是金属性的基本特征之一。
二、化学构象化学构象是指在化学反应中产生的化学物质的立体构造和具体结构。
化学构象的形成涉及到分子之间的几何排布和内部各元素之间的相互作用。
化学构象的不同形式会影响化学反应的速率和稳定性。
1. 立体异构立体异构是指分子的化学构象不同于自身对称的情况。
絮凝剂的吸附方式
絮凝剂在颗粒表面的吸附类型有静电键合、氢键键合和共价键键合。
（1）静电键合。
其主要由双电层的静电作用引起。
（2）氢键键合。
当絮凝剂分子中有-NH2和-0H基团时，可与颗粒表面电负性较强的氧进行作用而形成氢键。
（3）共价键键合。
高分子絮凝剂的活性基团在矿物表面的活性基区吸附，并与表面离子产生共价键键合作用。
絮凝剂的吸附过程是物理吸附、化学吸附和分层吸附共同作用。
一、物理吸附：当有毒有害气体分子撞到炭彩表面时，通过有害气体分子和炭彩分子间的范德瓦耳斯力，炭彩的分子微孔就能牢牢吸附有毒有害气体分子。
二、化学吸附：利用原子剩余成键能力，当气体分子碰撞到本品表面时生电子的交换、转移或共有，产生缔合或络合作用，形成锁定吸附。
三、分层吸附，网状传达。
内部孔结构主要分布形式为：大孔直径与外表面相通，过渡孔从大孔分支出来，微孔又从过渡孔分支出来。
在吸附的过程中，大孔主要起运输通道作用，微孔则起吸附锁定的作用。
微孔孔径集中分布在0.40nm至2.0nm之间。
全方位覆盖家装污染的主要有毒有害气体。
键合技巧[常识]
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键合技术键合技术定义：在室温下两个硅片受范德瓦耳斯力作用相互吸引，硅片表面基团发生化学作用而键合在一起的技术。
键合技术广泛应于MEMS 器件领域，是一项充满活力的高新技术，对我国新技术的发展有十分重要的意义。
在MEMS 制造中，键合技术成为微加工中重要的工艺之一，它是微系统封装技术中重要的组成部分，主要包括以下几方面：1、阳极键合技术优点及应用优点:具有键合温度较低，与其他工艺相容性较好，键合强度及稳定性高，键合设备简单等优点。
应用:阳极键合主要应用于硅/硅基片之间的键合、非硅材料与硅材料、以及玻璃、金属、半导体、陶瓷之间的互相键合。
1、1 阳极键合机理阳极静电键合的机理：在强大的静电力作用下，将二个被键合的表面紧压在一起；在一定温度下，通过氧一硅化学价键合，将硅及淀积有玻璃的硅基片牢固地键合在一起。
1、2 阳极键合质量控制的主要因素（1）在硅片上淀积玻璃的种类硅-硅基片阳极键合是一种间接键合，间接键合界面需引入材料与硅基片热学性质匹配，否则会产生强大的内应力，严重影响键合质量。
因此对硅-硅基片阳极键合时淀积的玻璃种类要认真选择。
（2）高质量的硅基片准备工艺为了提高硅-硅阳极键合的质量，硅基片表面必须保持清洁，无有机残留物污染，无任何微小颗粒，表面平整度高。
为确保硅基片平整，光滑，表面绝对清洁，为此要采用合适的抛光工艺，然后施以适当的清洗工艺。
清洗结束后，应立刻进行配对键合，以免长期搁置产生表面污染。
（3）控制阳极键合工艺参数保证键合质量阳极键合的主要工艺参数：键合温度，施加的直流电压。
为了使玻璃层内的导电钠离子迁移，以建立必要的静电场。
普遍认为键合温度控制在200℃- 500℃较适宜。
推荐的施加电压一般在20V-1000V之间，其范围较宽，具体视玻璃材料性质及所选的键合温度来决定。
1、3 阳极键合技术的应用硅/硅阳极键合的许多实例是在微电子器件中制造SOI结构，此处介绍一种具体工艺流程，如图1-1所示。
什么是离子键的键能
什么是离子键的键能离子键是化学中一种常见的键合方式，它是由正离子和负离子通过静电相互吸引而形成的。
离子键的键能是指吸引力使得正负离子形成固定位置的能量。
本文将介绍离子键的特点、形成机制以及影响离子键键能的因素。
一、离子键的特点离子键主要具有以下几个特点：1. 电负性差异大：形成离子键的两个原子或原子团通常具有较大的电负性差异，一个是电子亲和性较强的非金属原子或原子团，另一个是电离能较低的金属原子或原子团。
2. 电子转移：电负性较大的原子或原子团会从电负性较小的原子或原子团中夺取电子，形成正负带电离子。
3. 强吸引力：正电离子和负电离子之间会通过静电相互吸引，形成牢固的离子结构。
4. 高熔点和沸点：离子键属于化学键中最强的一种，具有较高的熔点和沸点。
二、离子键的形成机制离子键的形成主要经历以下步骤：1. 电子转移：电负性较大的非金属原子或原子团会从电负性较小的金属原子或原子团中获得电子，形成负离子。
这个过程被称为电子转移。
2. 离子形成：非金属原子或原子团得到电子后形成负离子，金属原子或原子团失去电子后形成正离子。
3. 静电吸引：形成的正离子和负离子之间通过静电力相互吸引，从而形成牢固的离子结构。
三、影响离子键键能的因素离子键的键能受到以下几个因素的影响：1. 离子的电荷：离子电荷的绝对值越大，吸引力也就越大，离子键的键能也就越高。
2. 离子的尺寸：离子的尺寸越小，其正负电荷之间的距离越小，吸引力也就越大，离子键的键能也就越高。
3. 离子的排列方式：如果离子排列得非常紧密，正负电荷之间的距离较小，吸引力也较大，离子键的键能也较高。
4. 晶格的稳定性：离子化合物晶格的稳定性也会影响离子键的键能。
晶格越稳定，离子键的键能也越高。
总结：离子键是通过正离子和负离子之间的静电相互吸引形成的一种化学键。
离子键的键能取决于离子的电荷、尺寸、排列方式以及晶格的稳定性等因素。
了解离子键的性质和形成机制对于理解化学反应、物质性质以及应用都具有重要意义。
三聚体分子间作用力
三聚体分子间作用力
三聚体分子间作用力是指在三个分子间相互作用的力。
在化学反应中，分子间的相互作用力起到至关重要的作用，影响着反应的速率和产物的选择。
三聚体分子间的作用力可以分为静电作用力、键合作用力和范德华力。
静电作用力是由分子间的电荷之间相互作用所产生的力。
在三聚体分子中，分子之间的正负电荷可以相互吸引或相互排斥，从而产生静电作用力。
键合作用力是由于三聚体分子中原子之间的相互作用所产生的力。
在三聚体分子中，原子之间通过共价键、离子键或氢键等方式形成化学键，这些化学键可以提供分子间的连接和稳定。
范德华力是由于分子之间的瞬时偶极子和极化作用所产生的力。
在三聚体分子中，分子的电荷分布和云的变化会导致分子间的范德华力，这种力相比于静电作用力和键合作用力较弱，但在分子间的距离很近时起到重要作用。
这些分子间的作用力共同作用，决定了三聚体分子的稳定性、形状和反应性质。
在理解三聚体分子的结构和行为时，研究和了解这些作用力的性质和影响是非常重要的。
抗静电剂效果的影响因素
抗静电剂效果的影响因素1．分子结构和特征基团性质及添加量抗静电剂的效果首先取决于它作为表面活性剂的基本特性――表面活性。
表面活性与分子中亲水基种类、憎水基种类、分子的形状、分子量大小等有关。
当抗静电剂分子在相界面上作定向吸附时，就会降低相界面的自由能及水和塑料之间的临界接触角。
这种吸附作用，不仅与基体的性质有关，而且还与表面活性剂的性质有关。
根据极性相似规则，表面活性剂分子的碳氢链部分倾向与高分子链段接触，极性基团部分倾向与空气中的水接触。
高分子材料作为疏水材料，抗静电剂在其表面的主要作用就是形成规则的面向空气中的水的亲水吸附层。
在空气湿度相同的情况下，亲水性好的抗静电剂会结合更多的水，使得聚合物表面吸附更多的水，离子电离的条件更充分，从而改善抗静电效果。
通过质子置换，也能发生电荷转移。
含有羟基或氨基的抗静电剂，可以通过氢键连成链状，在较低的湿度下也能起作用。
在干燥的空气环境中，若要求塑料制品成型之后立即发挥抗静电性，采用多元醇单硬脂酸酯抗静电剂非常有效。
图1给出了以上两种类型的抗静电剂的典型应用实例。
只有在相对湿度50％的环境中贮存一段时间之后，聚丙烯中的羟乙基烷基胺才表现出最佳的抗静电效果，而且受湿度的影响非常大。
硬脂酸单甘油酯在加入之后立即产生抗静电效果且不受湿度的影响，但是随着贮存时间的延长，其作用效果明显下降。
适当的添加剂组合可以使高玻璃化转变温度聚合物具有更好的抗静电效果。
单硬脂酸甘油酯和羟乙基烷基胺复合使用可以使表面积较大的聚烯烃产品，如取向膜迅速发挥抗静电效果，而且具有长期持续的效用（见图2）。
添加型抗静电剂效果决定于添加剂向塑料制品表面的迁移速率。
当塑料制品表面被一层连续的导电层覆盖时，电荷的衰减才达到最佳。
抗静电剂的分子量太高，不利于它向高聚物表面迁移；分子量太低，耐洗涤性和表面耐摩擦性不佳。
通常抗静电剂的分子量比高聚物分子量小得多。
加入低分子量物质可能会使高聚物材料的物理机械性能恶化。
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提高温度和提高电压对键合质量的提高的影响却不一样，不同学者的研究结果都表明键合温度对键合质量的影响更大。
1.温度影响（200~450℃）a）在350--360℃之间进行键合时，键合速度和键合引起的应力和变形是最好的折中。
（9.16cm，525um厚）。
b）温度超过200℃时，在直流电场的作用下钠离子能摆脱玻璃内部晶格的束缚，向阴极移动。
c）膨胀系数:PYREX 7740玻璃在3.3xl0-6/℃左右，硅2.33×10-6/℃左右。
第一个交点20℃左右；第二个相交点在280℃左右；第三个相交点在540℃左右。
在20~280 ℃时，玻璃比硅的膨胀系数大，而在280~540℃时，硅比玻璃的热膨胀系数大一些。
PYREX 7740玻璃软化点820℃短期使用<10h 550℃长期使用≧10h 450℃2.电压影响（200~1000V）键合电压的上限是玻璃不发生击穿，下限则要保证静电吸引力能够引起键合材料的弹性或塑性变形，使键合界面发生紧密接触，从而产生键合。
3.电极影响a).采用点电极进行键合，键合质量好但速度慢。
键合区域由电极处向外扩展，可以避免键合界面空洞的产生，提高键合质量，但时间较长。
b).板电极进行键合，速度快。
键合界面处容易产生的空洞等缺陷。
4.实例a).10mm*10mm*0.5mm薄片。
温度：400℃，电压：750V，键合压力：0.1MPa。
b).15 mm×15 mm×400um硅片,15 mm×15 mm×350um pyrex7740#玻璃。
采用平板阴极方式键合，温度：350℃，电压：400V。
c).20mm×20 mm×2mm薄片。
温度：250～450℃，电压为200～750V，压力为0．05～l MPa。
时间5～10min。
d).直径9.16cm，厚度525um。
温度：350--360℃；电压：200~1000V；压力：3*10-3Kpa~100Kpa。
e)..玻璃环尺寸为外径8 mm，内径6 mm，高2mm。
温度360℃，电压：1 100 V。
国内外主要用Pyrex玻璃及SD-2玻璃作为...Si熔点1410℃2mm PYREX 7740玻璃片BOROFLOAT®33基本参数：肖特耶拿玻璃公司利用微浮法工艺和最新的技术生产而成莫氏硬度：7技术参数：化学成分：密度（25℃） 2.2g/cm2膨胀系数(ISO 7991) 3.25 10-6k-1透光率91%软化点820℃短期使用<10h550℃长期使用≧10h450℃折射率（587.6nm） 1.47140努氏硬度480机械强度高，绝缘性能优良，介电损耗少，介电常数稳定，热膨胀系数可在很大范围调节，耐化学腐蚀，耐磨，热稳定性好，使用温度高。
微晶玻璃具有比一般玻璃更为优良的特性，主要表现为：1、具有更加稳定的化学性能：抗水合，抗水化能力，抗阳离子交换能力；2、具有更高的机械强度；3、具有更优良的电学性能：介电损耗率最低；4、具有良好的热学性能：热膨胀系数低，热振稳定性能好，高温软化的温度点高。
1阳极键合用微晶玻璃的制备及键合影响因素研究曹欣武汉理工大学2007.本实验中采用的仪器具体参数如下:a、高压电源:采用HBF一202一2AC型高压电源，其电压的控制范围为一2000V到OVb、加热板:采用德国肖特生产的SLK一2T型加热板，其温度控制范围为0一500℃。
c、电极:本实验中选用板电极，材质为石墨。
d、超声波清洗机:采用KQ一100KD型数控高功率超声波清洗机。
微晶玻璃有一定的击穿电压，而所选择的微晶玻璃片的击穿电压比较低，在加载电压为SOOV的时候，就已经有击穿现象发生。
玻璃在常温下是一种绝缘体，并不导电，但是如果将玻璃放置于一个强电场中(两端施加电压高于500v)，并且给玻璃加热(使其表面温度高于200℃)，玻璃中间的碱金属离子(Na+，K+)就会具有很强的移动性，并向阴极迁移，然后聚集在玻璃一硅表面，玻璃的下表面呈负电性。
现在多选用Pyrex玻璃，其原因有二:(l)该种玻璃中含有足够的碱金属离子，能够保证键合过程的顺利完成;(2)此种玻璃的热膨胀系数在33xl0-7/℃左右，（石英玻璃=5.98x 10’7/℃(o一400℃)）与硅的热膨胀系数2.62×10^(－6)／℃2.33×10^(－6)／℃(材料教材)相近，这使两者之间在键合时产生的热应力比较小，能够达到比较好的键合效果硅片与微晶玻璃的键合与传统的玻璃相比，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。
另外微晶玻璃的热膨胀系数可调整范围大，可以适合与很多材料的键合。
目前已经有日本学者成功实现了Li20一A12O3一5102型微晶玻璃与硅片的键合[28]玻璃与金属的键合在MEMS系统中所应用的基片材料很多为金属，所以用金属与玻璃进行键合也成为研究的热点之一。
现在国外已经有学者成功地运用硼硅酸盐玻璃与可伐(kover)铁镍钻合金在键合温度613K，键合电压500v下进行了键合[29]。
但是并没有见到玻璃与其他金属(如玻璃与不锈钢)之间成功键合现在也有学者考虑用微晶玻璃代替传统的玻璃与硅片[30，31和金属[3z]进行键合。
1、提高键合温度及电压但是提高温度和提高电压对键合质量的提高的影响却不一样，不同学者的研究结果都表明键合温度对键合质量的影响更大，有时仅需把键合温度提高30℃，其键合强度就会相差一倍左右[32]。
但是键合温度的提高不仅会增加基片材料的变形程度，不利于大规模的生产和应用，也会使键合后基片材料间的热应力增加，并且会增加键合过程中的能耗，增加键合成本。
因此在降低键合温度的同时提高键合强度就成为了现在研究的又一热点问题。
2表面处理(i)控制两基片材料表面的粗糙程度，选取相应的精密磨片仪器即可完成(ii)对基片材料表面进行清洗，使其表面具有亲水性，则其界面的电化学反应更易于发生，从而达到提高键合强度的作用。
例如将基片材料置于120℃时放入表面活性H2504:HZOZ=10:l的溶液中巧min，然后用去离子水清洗后用N:烘干，其键合面积将达到总面积的95%以上，并且键合时间大大缩短，键合强度得到提高[33]3、合理选用电极传统的阳极键合电极一般选用点电极和板电极。
如果采用点电极进行键合，键合区域由电极处向外扩展，可以避免键合界面空洞的产生，提高键合质量，但时间较长。
如果运用板电极进行键合由于其表面的起伏不平导致其基片材料各部分的键合质量会现较大不同。
因此如果能合理的选用电极对提高键合质量、缩短键合时间是十分有利的。
现在国内外也有不少学者对此方面展开研究。
例如就有吴登峰等[34]提出采用线阴极能够提高键合的速度，并且键合样品中也没有看到明显的空洞。
与此同时，Jung一TangHuang等也提出将点电极进行螺旋型的排列将大大提高样品的键合质量[35〕。
1.2.5键合强度评价方法4.4.1选择合适的键合电压击穿电压还于其表面积有一定的关系。
不同的微晶玻璃系统，会有不同的击穿电压，所以应该找到适合于本系统微晶玻璃的键合电压，然后进行键合实验。
4.4.2提高键合温度能够使粒子的活性加大，有助于在提高在键合过程中的粒子交换程度，提高两者的键合质量，有文献表明，在温度相差10℃时，其键合强度有可能相差3倍左右。
在常温下的键合实现中，温度是一个存在很大的问题。
其一:往往在上下两个基片之间就会有20一30℃的温差，使得基片受热不均。
当其受热不均时，两者会因为处于不同的温度段而使得热膨胀系数不相匹配，影响两者的键合效果。
其二:现使用的实验设备的最高加热温度最高只有400℃左右，并且还受外界的影响较大，难以实现在一个较长的时间段内保持一个比较稳定的温度。
目前的实验表明，加载在微晶玻璃样品上的电压不能够太大，否则微晶玻璃样品会被击穿。
这时温度的影响将变的尤其重要。
可以设想，如果基片能够在较高的温度下进行键合，其也就能够在使用低于击穿电压的情况下达到良好的效果。
4.4.3适当改变键合时所采用电极的形状采用的是石墨材质的板电极。
板电极的键合速度较慢，但是键合的质量会比较高4.4.4改善键合样品的表面的状态表面就必须要干净与平整。
可以在键合时在基片上加载一个比较大的机械荷载，以帮助其接触。
4.4.5改善样品的键合环境[4]张生才,赵毅强,刘艳艳.半导体高温压力传感器的静电键合技术[J].传感技术学报.2002,(2):150-151.铜电极（板）玻璃接电源负极,硅片接电源正极.并加温等待电流稳定.这个过程中,透过玻璃表面,能看到空气隙中常出现的牛顿环逐渐消失.当硅-玻璃界面变成同体硅一样的灰黑色,说明键合完成.而在给玻璃加热(键合时温度在370~420℃),加高直流电压(键合时直流电压控制在1 000~1 500 V)时,玻璃中的正离子(如钠、钾、钙离子)就会在强电场的作用下向负极运动,同时玻璃中的偶极子在强电场作用下,产生极化取向(如图3).在界面形成电子的积聚过程中,玻璃也显现导电性.即使在玻璃熔融的高温下(高于500℃),Si-O键也不会被破坏,因此静电封接用于多晶硅高温压力传感器的芯片封接是完全可行的.可见在键合中电压越高,耗尽区越窄,键合强度越大.多晶硅高温压力传感器芯片的静电封接实验.选取芯片封接面积约为23 mm2,玻璃环尺寸为外径8 mm,内径6 mm,高2mm.玻璃环经精抛,光洁度达到50 nm.选取外加电压1 100 V,加热温度360℃下进行静电封接,成品率已经达到95%以上.一般在2 min之后.随后,由于界面处Si-O 键的形成,耗尽区的电压降逐步加大,使键合电流逐渐下降,并最终趋于一稳定值采用线阴极的快速阳极键合方法吴登峰1,邬玉亭1,褚家如1,张淑珍2采用厚400μm电阻率为8~12Ω·cm的P型(100)硅片,厚350μm的pyrex7740#玻璃。
另外通过在一块pyrex7740#玻璃上镀了一层蒸发铝,然后用掩模、光刻、显影等工艺,制作出覆盖铝膜十字电极。
样品1(15 mm×15 mm)采用平板阴极方式键合,温度约350℃,键合电压为400V。
键合1080s 后,电路中的电流下降为17.8μA结束键合。
观察发现,在键合界面出现空气孔洞样品2采用点阴极方式键合,键合时的峰值电流为400μA,峰值电流在35s后下降为100μA,以后逐渐衰减,630s时的电流为15μA,键合区在630s时扩展到整个样品。
样品3采用十字线阴极方式键合,键合时的峰值电流为10mA,5s后衰减为4mA,84s后键合区扩展到整个样品,键合电流随之大幅度下降,从50s到80s仅30s时间内,从电路电流1.5 mA衰减到130μA平板阴极键合方式,由于硅片、玻璃键表面存在凸凹不平,键合时会在键合界面处容易产生的空洞等缺陷。