Oberflächenaktiviertes Bonden

© Fraunhofer ENAS

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Beim Fügen von Substraten kommt der Oberflächenbeschaffenheit eine große Bedeutung zu. Während bei relativ dicken Zwischenschichten, wie Glaspaste oder Epoxy, die Rauheit der Oberflächen eine untergeordnete Rolle spielt, ist bei zwischenschichtfreien Verfahren der atomare Kontakt der Fügepartner von entscheidender Bedeutung. Anodische Bondverfahren erfordern Oberflächen mit einer Rauheit Ra < 1 nm. Für andere Verfahren ist die Vorbehandlung durch spezielle Prozesse, wie Plasmaaktivierung oder Hydrophilisierung, bedeutend.

Neben einer nasschemischen Wafervorbehandlung kann durch chemisch-reaktive Plasmaentladungen die Festigkeit von direkt gebondeten Materialverbünden gesteigert werden. Bei dieser Vorbehandlung, die sowohl ganzflächig als auch lokal möglich ist, können bei Auslagerungstemperaturen < 200 °C ähnlich stabile Bondverbindungen wie beim Hochtemperaturbonden erreicht werden. Zusätzlich kann durch geeignete chemisch mechanische Polierparameter die Oberflächenrauheit entscheidend minimiert werden. Dementsprechend können neuartige Materialien sowie bisher nicht bondbare, heterogene Materialpartner miteinander verbunden werden, wie z. B Stahl oder nicht anodisch bondbare Gläser.

 

 

Vorteile des Verfahrens

■ Geringe Fügezeiten

■ Hohe mechanische Festigkeit

■ Keine zusätzlichen Zwischenschichten nötig

■ Keine spezielle Bondatmosphäre (z.B. Vakuum, Stickstoff) notwendig

Prozessablauf

Prozessablauf Oberflächenaktiviertes Bonden Fraunhofer ENAS