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鍵合晶體

鍵合技術(shù)是一種將兩個(gè)固體表面通過(guò)物理或者化學(xué)作用力連接起來(lái),以得到具有一定的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)或光學(xué)特性的鍵合界面的技術(shù)。鍵合技術(shù)在電子封裝領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 例如,倒裝芯片技術(shù)和表面貼裝技術(shù)使用焊球回流鍵合將芯片與封裝基板或封裝基板與印刷電路板連接起來(lái),以形成必要的機(jī)械支撐和電氣互連。

鍵合工藝路線示意圖
圖1 鍵合工藝路線示意圖

一、光膠鍵合(Optic-contact Bonding)

在拋光好的光學(xué)元件表面鍍膜,鍍膜時(shí)除了考慮薄膜的功能性(減反射、偏振控制等)外,還考慮鍵合的功能,需要鍍制易于鍵合的膜層(比如氧化硅)。

鍍膜后將兩個(gè)表面進(jìn)行光膠,然后在較低的溫度和壓力下長(zhǎng)時(shí)間烘烤,讓表面的鍵合膜層相互擴(kuò)散,形成鍵合力。

優(yōu)點(diǎn):

  • 界面吸收損耗小
  • 消除菲涅爾反射
  • 界面面形變化較小

缺點(diǎn):

  • 鍵合強(qiáng)度小(不適合苛刻條件下使用)
 光膠鍵合
圖2 光膠鍵合

二、熱擴(kuò)散鍵合(Thermal Diffusion Bonding)

將拋光好的表面清洗后直接光膠,在較高的溫度和壓力下,讓表面的鍵合膜層相互擴(kuò)散,形成鍵合力。

優(yōu)點(diǎn):

  • 鍵合強(qiáng)度大

缺點(diǎn):

  • 界面吸收損耗大
  • 界面面形變化大
熱擴(kuò)散鍵合
圖3 熱擴(kuò)散鍵合

三、表面活化鍵合技術(shù)(Surface-actived bonding)

對(duì)拋光好的激光元件,在超高真空環(huán)境下,用離子源轟擊,以去除表面吸附的污染物和表面氧化層。同時(shí)可以打斷表面的化學(xué)鍵,形成具有高表面能的界面,以利于后面的鍵合過(guò)程。

優(yōu)點(diǎn):

  • 鍵合強(qiáng)度大
  • 界面吸收小
  • 界面面形變化小

缺點(diǎn):

  • 鍵合環(huán)境要求苛刻
  • 鍵合設(shè)備昂貴
表面活化鍵合
圖4 表面活化鍵合

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