MEMS晶圆级电镀是一种在微机电系统制造过程中,整个硅晶圆表面通过电化学方法选择性沉积金属微结构的关键工艺。该技术的核心在于其晶圆级和图形化特性:它能在同一时间对晶圆上的成千上万个器件结构进行批量加工,极大地提高了生产效率和一致性,是实现MEMS器件低成本、批量化制造的核心技术之一。
图 实验室级简易电镀设备
晶圆级电镀的优势在于,第一,能够完美填充光刻胶定义的深槽、孔洞和复杂三维图形,这是PVD难以实现的;第二,低成本,电镀金属不同于正面薄膜沉积工艺,它只在有图形的位置沉积,减小了金属尤其是贵金属的浪费;第三,厚膜沉积的选择之一,晶圆级电镀可以实现几微米到几十微米的金属沉积。
图 电镀后晶圆
MEMS晶圆级电镀技术广泛应用于以下方面。
MEMS传感器与执行器:制造加速度计、陀螺仪中的可动质量块和电极;压力传感器中的密封环和膜片;微镜阵列中的扭转梁和反射面;射频MEMS开关中的触点等。
图 PVD和电镀的填孔区别
晶圆级封装(WLP)与先进封装:凸点制备,制造用于倒装芯片焊接的金凸块、焊料凸块(通常先电镀铜柱,再电镀锡银等焊料);再布线层(RDL),电镀铜线,将芯片的焊盘重新布局到更利于封装的位置;硅通孔(TSV)填充,为三维集成堆叠芯片,在硅片上钻孔并用电镀铜完全填充,实现垂直互连。
其他领域:功率器件的厚铜互联、微流控芯片的金属结构、平面电感/天线的制造等。
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