Charakterisierung Hermetizität

Ein Vielzahl an mikromechanischen Elementen wie Beschleunigungs- oder Drucksensoren, Gyroskope, optische oder fluidische Bauelemente bestehen aus mindestens zwei, mit einander verbundenen Substraten. Bei einem Großteil der angeführten Systeme werden Silizium und Glassubstrate verwendet. Mikrofluidische Systeme beruhen zu meist auf polymeren Werkstoffen. Unabhängig des verwendeten Materials muss die Dichtheit der heterogenen oder homogenen Fügefläche zwischen den einzelnen Substraten sichergestellt werden. Die Qualität der Fügefläche beeinflusst die erzielbare Lebensdauer des Systems deutlich. Gasströmungen in das Gehäuse oder aus diesem heraus bestimmen die Zeitdauer, mit der ein System seine Funktion erbringt und definieren somit die Lebensdauer. Vor dem Hintergrund geforderter Einsatzzeiten von mehreren Jahren bzw. Jahrzehnten nimmt die Bewertung der Hermetizität eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung von Fertigungsprozessen und Bauelementen ein.

Charakterisierbare Substrate:

• Wafer-Level packages (Silizium, Glas, Keramik, Lithiumniobat, Lithiumtantalit)
  
• Chip-Level package (QFN, TO, customer defined)

Methoden der Charakterisierung

Am Fraunhofer ENAS habenCharakter sich in den letzten Jahren verschiedene Testverfahren etabliert:

• Testgasbasierte Messungen (Heliumlecktest und spektrometrische Gasanalyse)
• Die Verwendung resonanter Strukturen mit druckabhängigem Schwingverhalten Güte