一种面向碱金属气室的Si-Glass激光键合有限元仿真分析

随着MEMS封装元器件向着结构复杂化、功能多样化、器件微型化发展,在保持器件微结构形貌的基础上,对样本的键合强度有着更高的要求.采用有限元分析软件ANSYS V18.2对Si-Glass激光键合工艺进行了有限元分析法(Finite Element Method,FEM)仿真和工艺实现、试验研究、测试表征.以二维面的热源加载传热解析模型为理论基础,采用温度场仿真分析研究了20 W～48 W这个激光功率区间内激光键合的三维温度场分布,结合实验数据分析预测了阈值功率在28 W左右.对实验样品进行气密性测试,结果表明:激光键合样品气密性测试的平均泄漏率约为10.48×10-9 Pa·m3/s,符合GB/T 4937.22-2018中相关标准的规定.采用能谱分析(Energy Dispersive Spectros-copy,EDS)扫描Si-Glass激光键合的界面材料成分初步验证了Si-Glass激光键合技术具有选择性以及局部键合的优势,验证模型的正确性,且可应用于MEMS的其他工程材料的键合环节中.